化学键构筑钯/中空纤维陶瓷催化膜及其催化性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21106061
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陈日志
  • 依托单位：
    南京工业大学
  • 学科分类：
    B0804.分离工程
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

膜催化过程是影响化工与石油化工未来的重要研究领域，其关键是高性能催化膜的制备。针对催化膜制备中存在的单位体积中活性组分含量少、活性组份与膜之间的结合力弱等关键问题，本项目提出"以中空纤维陶瓷膜为支撑体，采用氨基硅烷对陶瓷膜表面接枝功能化，增加活性组分含量及其与陶瓷膜之间结合力"的新思路，研制出高性能的催化膜。项目拟以钯/中空纤维陶瓷催化膜为对象，重点研究下面三个方面的内容：通过先进表征手段认知陶瓷膜表面氨基硅烷的调控机制及氨基硅烷结构与钯含量的响应关系，揭示制备条件与催化膜微结构的关系；以对硝基苯酚加氢为探针反应，创制膜反应器，研究钯与氨基硅烷中氮的配位对钯活性位的影响规律，系统探索制备条件对催化膜催化性能的影响，构建催化膜的构效关系；采用现代分析手段研究催化膜在反应过程中的微结构性能变化，揭示催化膜微结构演变规律，指导催化膜的设计与制备。项目实施将为催化膜制备及膜催化过程研究提供参考。

结项摘要

膜催化过程是影响化工与石油化工未来的重要研究领域，其关键是高性能催化膜的制备。提高单位体积催化膜中活性组分含量及增强活性组份与膜之间的结合力是催化膜领域研究热点。本项目针对这两个问题展开了详细研究，取得的重要进展如下。. 1、发展了调变膜表面特性提高催化膜催化性能的方法. 采用氨基硅烷对陶瓷膜表面进行接枝功能化，调变陶瓷膜表面化学特性，基于氨基硅烷的架桥功能将钯纳米颗粒通过化学键负载到陶瓷膜表面，改善了钯纳米颗粒在陶瓷膜表面的分散度，同时提高了钯纳米颗粒与陶瓷膜的结合力，制备的钯催化膜在对硝基苯酚苯酚加氢制备对氨基苯酚反应中显示出优良的催化性能，提出了通过调变膜表面特性提高催化膜催化性能的方法，该方法具有普适性。. 2、揭示了陶瓷膜构型与催化膜催化性能的响应关系. 以中空纤维陶瓷膜作为载体制备中空纤维陶瓷催化膜，在同等膜体积下，以中空纤维陶瓷膜为支撑体可明显提高催化活性组份钯的负载量，且中空纤维陶瓷膜的壁厚较薄，有利于反应组份扩散到活性组份上，导致中空纤维陶瓷催化膜催化活性明显高于单管式催化膜。. 3、揭示了氨基硅烷结构对催化膜催化性能的影响规律. 分别采用单氨基硅烷（KH550）与双氨基硅烷（KH792）修饰陶瓷膜表面构筑钯催化膜，探索分子中的氨基数目等氨基硅烷微结构对钯催化膜微结构及催化性能的影响，发现氨基硅烷中的氨基数目、位置能显著影响钯的负载量及与陶瓷膜之间的结合力，初步说明了含有更多氨基的硅烷偶联剂对钯负载量的增加、催化性能的提高是有益的。. 4、提出了强制对流提高纳米催化剂负载量的方法. 将含有催化活性组分的溶液强制流经膜表面及孔道，与常规的浸渍方法相比克服了浸渍液体由于膜孔道表面张力可能不能进入膜孔道的缺陷，使活性组分沉积于孔道中，增加了纳米催化剂钯在膜表面及孔道中的负载量，制备的钯催化膜在对硝基苯酚苯酚还原制备对氨基苯酚反应中展现了优良的催化性能。. 以上研究过程中，在Industrial & Engineering Chemistry Research等化工领域主流期刊上发表了论文8篇，其中SCI收录3篇；参加了国际性的膜会议与纳米会议，口头报告3次；自主设计并搭建了膜催化反应装置两套；申请发明专利2项；培养研究生3名。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
Continuous phenol hydroxylation over ultrafine TS-1 in a side-stream ceramic membrane reactor
在侧流陶瓷膜反应器中对超细 TS-1 进行连续苯酚羟基化
  • DOI：
    10.1007/s11814-013-0004-0
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    Korean Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Xiulong Jiang;Fei She;Hong Jiang;Rizhi Chen;Weihong Xing;Wanqin Jin
  • 通讯作者：
    Wanqin Jin
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    化学反应工程与工艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙晓旭;李汉阳;陈日志;邢卫红;金万勤
  • 通讯作者：
    金万勤
浸没式双管式陶瓷膜反应器用于苯酚羟基化的稳定性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    南京工业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜红;孟烈;陈日志;金万勤;邢卫红
  • 通讯作者：
    邢卫红
制备条件对钯/陶瓷膜催化剂催化性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    化学反应工程与工艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜元国;李汉阳;孙晓旭;陈日志;邢卫红;金万勤
  • 通讯作者：
    金万勤
纳米晶氧化铜制备及其苯酚氧化催化性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    石油化工
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    程远见;姜红;陈日志;邢卫红;金万勤
  • 通讯作者：
    金万勤

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其他文献

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  • 通讯作者：
    邢卫红
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    邢卫红
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    姜红
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈日志;邢卫红;仲兆祥;徐南平;李朝辉;卜真
  • 通讯作者：
    卜真

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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

        graph TD
          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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