CAREER: Molecular Understanding and Catalyst Design for the Direct Synthesis of H2O2

职业:直接合成 H2O2 的分子理解和催化剂设计

基本信息

  • 批准号:
    1553137
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 51.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-03-01 至 2022-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract (Flaherty; 1553137)Currently millions of tons of hazardous chlorinated compounds are used for selective oxidation and bleaching reactions in the manufacture of pulp, paper, and commodity chemicals each year. Hydrogen peroxide (H2O2) represents a "green" alternative to chlorinated compounds, but it is not widely used because the current production method is economically viable only at very large scales. The proposed study will investigate an alternative catalytic approach - direct synthesis of H2O2 from hydrogen (H2) and oxygen (O2) gases - that would enable H2O2 production on-site for use in smaller, more common processing facilities. The proposed research is integrated with educational programs focusing on young women with emphasis on building research and research-mentoring skills.The research will combine catalytic kinetic and in situ spectroscopic measurements in a systematic investigation to determine: 1) the mechanism for direct synthesis of H2O2, 2) the roles of surfaces, solvents, and liquid-phase intermediates in forming reactive intermediates, and 3) the combined effects of catalyst composition and solvent properties on reaction rates and selectivities. The initial work will focus on palladium (Pd) and palladium-gold (PdAu) clusters as the active catalytic materials, but learning derived from those materials will be used to generate guiding principles and activity descriptors to identify inexpensive alternatives to PdAu catalysts. To achieve these goals, a combination of kinetic and (ex situ and in situ) infrared spectroscopic techniques will be employed to probe the catalytic chemistry at the liquid-solid interfaces of supported metal clusters. This investigation will involve design parameters such as: size and composition of the metal clusters, the role of electrophilic adsorbates, and solvent properties such as pH and polarity. Although these studies specifically target the direct synthesis of H2O2, the work will develop tools and expertise needed for future investigations of a broad range of oxidative and reductive chemistries at liquid-solid interfaces.
摘要 (Flaherty; 1553137) 目前,每年有数百万吨有害氯化化合物用于纸浆、纸张和日用化学品制造过程中的选择性氧化和漂白反应。 过氧化氢 (H2O2) 是氯化化合物的“绿色”替代品,但并未广泛使用,因为目前的生产方法仅在大规模生产时才具有经济可行性。 拟议的研究将研究一种替代催化方法——从氢气 (H2) 和氧气 (O2) 直接合成 H2O2——这将使 H2O2 能够在现场生产,用于更小、更常见的加工设施。 拟议的研究与以年轻女性为重点的教育计划相结合,重点是培养研究和研究指导技能。该研究将结合催化动力学和原位光谱测量进行系统研究,以确定:1)直接合成 H2O2 的机制,2)表面、溶剂和液相中间体在形成反应性中间体中的作用,以及3)催化剂组成和溶剂性质对反应速率和选择性的综合影响。 最初的工作将重点关注钯 (Pd) 和钯金 (PdAu) 簇作为活性催化材料,但从这些材料中获得的知识将用于生成指导原则和活性描述符,以确定 PdAu 催化剂的廉价替代品。 为了实现这些目标,将采用动力学和(非原位和原位)红外光谱技术的组合来探测负载金属簇的液-固界面处的催化化学。 这项研究将涉及设计参数,例如:金属簇的尺寸和组成、亲电吸附物的作用以及溶剂特性(例如 pH 和极性)。 尽管这些研究专门针对 H2O2 的直接合成,但这项工作将开发未来研究液-固界面上广泛的氧化和还原化学所需的工具和专业知识。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

David Flaherty其他文献

Letter to the Editor RE: ‘Laparoscopic resection of sigmoid colon cancer with intestinal malrotation: A case report’
致编辑的信回复:“腹腔镜切除乙状结肠癌伴肠旋转不良:病例报告”
What is consumer health informatics? A systematic review of published definitions
什么是消费者健康信息学?

David Flaherty的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('David Flaherty', 18)}}的其他基金

CAS: Collaborative Research: Separating Electronic and Geometric Effects in Compound Catalysts: Examining Unique Selectivities for Hydrogenolysis on Transition Metal Phosphides
CAS:合作研究:分离复合催化剂中的电子效应和几何效应:检验过渡金属磷化物氢解的独特选择性
  • 批准号:
    2409888
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Structure, Dynamics, and Catalysis with Dilute Bimetallic and Single Atom Alloy Nanoparticles
合作研究:稀双金属和单原子合金纳米粒子的结构、动力学和催化作用
  • 批准号:
    2300019
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Catalyst Structure, Reaction Mechanism, and Roles of Chlorine for Ethylene Epoxidation
合作研究:乙烯环氧化催化剂结构、反应机理和氯的作用
  • 批准号:
    2409891
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Catalyst Structure, Reaction Mechanism, and Roles of Chlorine for Ethylene Epoxidation
合作研究:乙烯环氧化催化剂结构、反应机理和氯的作用
  • 批准号:
    2132807
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS: Collaborative Research: Separating Electronic and Geometric Effects in Compound Catalysts: Examining Unique Selectivities for Hydrogenolysis on Transition Metal Phosphides
CAS:合作研究:分离复合催化剂中的电子效应和几何效应:检验过渡金属磷化物氢解的独特选择性
  • 批准号:
    1954111
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Collaborative Research: Consequences of Co-Adsorbed Chlorine on Surface Dynamics and Selectivity in Ethylene Epoxidation on Silver Catalysts
EAGER:合作研究:共吸附氯对银催化剂上乙烯环氧化反应的表面动力学和选择性的影响
  • 批准号:
    1942015
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
UNS:Catalysis at Acid-Base Site Pairs: Thermodynamic and Kinetic Studies of Aldol Additions to Upgrade Biofuels on Metal and Mixed Metal Oxides
UNS:酸碱位点对的催化:羟醛加成的热力学和动力学研究,以升级金属和混合金属氧化物上的生物燃料
  • 批准号:
    1511819
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

轮纹病菌诱导苹果MdMAPK6-T236位点磷酸化的抗病分子机理解析
  • 批准号:
    32372649
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
山葡萄VaZFHD4-VaNAC26模块调控茉莉酸合成应答干旱胁迫的分子机理解析
  • 批准号:
    32302517
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子RcAS1与RcAS2协同调控月季花器官发育的分子机理解析
  • 批准号:
    32302602
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
玉米转录因子ZmbHLH17调控ZmCGT1基因合成异荭草素的分子机理解析
  • 批准号:
    32370414
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
油菜雄性不育恢复基因BnaMs3抑制不育基因Bnams4b毒害的分子机理解析
  • 批准号:
    32372178
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Understanding the Molecular Mechanisms of Insect Cuticular Chitin Maintenance
职业:了解昆虫表皮几丁质维持的分子机制
  • 批准号:
    2338209
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Understanding how exocrine-derived signals promote beta cell growth
了解外分泌信号如何促进 β 细胞生长
  • 批准号:
    10750765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
CAREER: Understanding Dielectrophoretic Molecular Transport
职业:了解介电泳分子传输
  • 批准号:
    2337878
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Towards the understanding of how chaperones function and prevent amyloidogenic diseases
了解伴侣如何发挥作用并预防淀粉样蛋白形成疾病
  • 批准号:
    10734397
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
Understanding the Role of a Novel Cell Type in Triggering Voluntary Saccades
了解新型细胞类型在触发自愿眼跳中的作用
  • 批准号:
    10832719
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.47万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了