复杂氧化物一维纳米材料的熔盐合成及机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    50902036
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    徐成彦
  • 依托单位：
    哈尔滨工业大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

三元复杂氧化物具有铁电、巨磁阻、非线性光学等新颖性能，其一维纳米材料的合成及性能研究是近年来纳米材料领域的热点之一。相比于一元及二元体系的众多合成途径，三元体系一维纳米材料的合成方法主要还是局限于液相合成，其固有的一些缺点，如结晶性较差限制了其应用的拓展。因此，发展简单、大规模、较为普适的复杂氧化物一维纳米材料制备方法在材料合成方面具有重要的意义。本项目以钛酸盐和铌酸盐体系为研究目标，拟通过熔盐法及基于熔盐反应的离子交换法实现碱金属钛酸盐/铌酸盐一维纳米材料物相、形状、尺寸的可控合成以及高对称性钙钛矿结构(以BaTiO3和KNbO3为目标)纳米线的合成，结合热力学计算深入研究熔盐合成复杂氧化物一维纳米材料的反应机理及一维生长机制，初步开展层状结构钛酸盐/铌酸盐一维纳米材料的光催化特性以及BaTiO3纳米线的铁电性能研究，为复杂氧化物一维纳米材料的大规模合成及实际应用提供试验基础及理论指导。

结项摘要

本项目按计划完成了任务书中的主要研究内容，取得的主要成果如下：(1) 通过工艺优化实现了Na2Ti3O7、Na2Ti6O13、KNb3O8等多种碱金属钛酸盐/铌酸盐一维纳米材料的选择性合成，并对熔盐合成复杂氧化物一维纳米材料生长机制进行了深入的分析；(2) 通过熔盐法合成了Na2Ti6O13单晶纳米环，详细分析了其结构信息，首次给出了细小纳米带通过缠绕形成纳米环的直接证据，并结合理论计算给出了影响纳米环产率的因素；(3) 以熔盐合成Na2Ti3O7纳米线为自牺牲模板，通过溶剂热法制备了具有管状特征的BaTiO3纳米颗粒自组装结构，其遗传了前驱体纳米线的一维特征即具有平直的内壁，并阐明了其形成机制，即Kirkendall效应和Ostwald熟化；(4) 以熔盐合成KNb3O8纳米带为前驱体，通过水热法合成了尺寸不同的KNbO3纳米线，与以Nb2O5为反应原料相比，反应时间大大缩短；通过工艺试验给出了KNbO3纳米线的形成机制，此外，还发现了层错缺陷与纳米线尺寸的关联性；(5) 系统评价了多种复杂氧化物一维纳米材料的光催化降解有机污染物、光催化分解水制氢、湿度敏感等性能，通过负载NiO促进电子-空穴的分离，显著提高了NaNbO3和KNbO3的光催化活性；(6) 通过扫描探针显微镜评价了单根KNbO3纳米线的铁电性能，为今后铁电纳米器件的应用奠定了基础。. 项目已发表SCI收录论文5篇，国际会议口头报告2篇，授权专利2项，已投稿和待发表论文5篇。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（2）
Single-crystal Na2Ti6O13 nanorings formed by self-coiling of a nanobelt
纳米带自卷曲形成的单晶Na2Ti6O13纳米环
  • DOI：
    10.1039/c0ce00625d
  • 发表时间：
    2011-04
  • 期刊：
    CrystEngComm
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Xu, Cheng-Yan;Wu, Jia;Lv, Liang-Xing;Cui, Jian-Xun;Wang, Zeng-Quan;Huang, Yu-Dong;Zhen, Liang
  • 通讯作者：
    Zhen, Liang
Large-scale synthesis of single-crystalline KNb3O8 nanobelts via a simple molten salt method
简单熔盐法大规模合成单晶KNb3O8纳米带
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2009.11.007
  • 发表时间：
    2010-03-01
  • 期刊：
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhan, Z. Y.;Xu, C. Y.;Shao, W. Z.
  • 通讯作者：
    Shao, W. Z.
Surfactant-free hydrothermal synthesis and characterization of single-crystal K2V8O21 nanobelts
单晶K2V8O21纳米带的无表面活性剂水热合成及表征
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2010.03.031
  • 发表时间：
    2010-08-01
  • 期刊：
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    An, J. N.;Xu, C. Y.;Huang, Y. D.
  • 通讯作者：
    Huang, Y. D.
Molten salt synthesis of Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13 one-dimensional nanostructures and their photocatalytic and humidity sensing properties
熔盐合成Na2Ti3O7和Na2Ti6O13一维纳米结构及其光催化和湿度传感性能
  • DOI：
    10.1039/c3ce27092k
  • 发表时间：
    2013-04
  • 期刊：
    CrystEngComm
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Xu, Cheng-Yan;Wu, Jia;Zhang, Pei;Hu, Sheng-Peng;Cui, Jian-Xun;Wang, Zeng-Quan;Huang, Yu-Dong;Zhen, Liang
  • 通讯作者：
    Zhen, Liang
Solvothermal synthesis of Bi2WO6 hollow structures with excellent visible-light photocatalytic properties
溶剂热合成具有优异可见光催化性能的Bi2WO6空心结构
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2012.12.058
  • 发表时间：
    2013-03
  • 期刊：
    Materials Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Hu, Sheng-Peng;Xu, Cheng-Yan;Zhen, Liang
  • 通讯作者：
    Zhen, Liang

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  • 通讯作者：
    徐成彦

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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