基于表面/界面作用调控的高性能负载型固体碱催化剂的设计

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21473074
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

This project will mainly focuse on the design and preparation of a series of novel supported solid base catalysts through surface/interface control. A varity of solid base catalysts will be obtained by introducing different basic compounds (functional groups) on the surface of support materials, like porous carbon, silica and alumina. The surface/interface interaction between the support and basic centers will be adjusted by changing preparation parameters, which can finally infulence the basicity of the supported base catalysts. Various characterization means will be carried out to investigate the nature of surface/interface interaction, and its infulence on the basic property of the supported solid base catalysts. The catalytic performance of these solid base materials will be investigated for some significant reactions, such as transesterification of triglycerides with methanol, aldol condensation of methyl acetate with formaldehyde. Efforts will be mainly drawn on studying the effect of catalyst basicity on their catalytic activity, selectivity and stablity. The effect of other factors, such as functional groups (including acidic sites) existed on the surface of solid base catalysts, will be also investigated. Moreover, the relationship between the surface properties of the catalysts and their catalytic performances will be built, and the catalytic reaction mechanism will be also discussed. We believe that this work will be beneficial to the design and development of highly efficient supported solid base materials for catalytic application.
本项目拟开展基于表面/界面作用调控的高性能负载型固体碱催化剂的设计工作。主要以多孔炭、氧化硅及氧化铝为载体,采用浸渍法、沉积沉淀等方法引入不同种类碱性化合物(基团),制备各种负载型固体碱催化剂。将根据载体结构和表面性质,通过改变制备参数,系统调节碱性基团-载体间表面/界面相互作用,继而实现对固体碱催化剂活性中心结构和性质的有效调控。结合多种表征手段研究表面/界面作用的本质及其对催化剂碱中心结构和性质的影响规律。通过具有重要研究意义的酯交换、甲醛与羧酸(酯)缩合等反应考察固体碱催化剂的性能,研究碱中心性质变化对催化剂活性、选择性及稳定性的影响。还将重点考察固体碱催化剂表面存在的酸中心和其它基团对催化反应的促进作用,逐步建立催化剂活性中心结构性质和反应性能之间的关系,阐明催化作用机制。本项目的实施将能为新型高效固体碱催化剂的设计与制备提供更多的理论依据。

结项摘要

设计制备性能优异的固体碱催化剂具有重要的科学意义。本项目通过调节碱性基团-载体间的表面/界面相互作用,构筑出系列多功能复合固体碱催化剂;考察了催化剂对甲苯-甲醇侧链烷基化等反应的催化性能;探讨了催化剂活性中心性质等基础科学问题,取得的代表性研究成果如下:.采用不同助剂对离子交换法制备的CsX催化剂进行修饰,得到几类性能较为优异甲苯-甲醇侧链烷基化催化剂。引入适量助剂如BPO4能够有效覆盖催化剂表面部分强碱中心,同时会引入适量弱酸中心,从而有效抑制双齿甲酸盐的生成,提高甲醇的利用率和苯乙烯的收率。以SBA-15为载体制备的Cs基催化剂对乙酸甲酯与甲醛气相缩合制丙烯酸甲酯反应表现出优异性能,弱碱性的Cs-O-Si物种为主要的活性中心。.采用溶胶-凝胶法制备的氮掺杂多孔炭材料NC对水体系中硫化钠还原硝基苯的反应表现出良好的催化活性和稳定性。在室温下,NC就可以有效催化还原硝基苯为苯胺,性能明显优于文献中报道的其它炭材料催化剂。NC材料表面的碱性基团如吡啶氮和季氮是催化剂的主要活性中心。氮摻杂炭材料优异的催化活性和结构稳定性使其在水体系修复方面具有潜在应用前景。.以氨丙基修饰的ZrSBA-15为载体制备的PtPd双金属纳米粒子催化剂能有效催化氨硼烷分解制氢和对硝基苯酚加氢的串联反应。有机胺的存在有利于纳米粒子的高度分散,双金属组分间协同作用和金属-载体间界面协同是催化剂性能提升的关键因素;以球滴法制备的毫米级聚丙烯腈小球为载体制备的Pd基复合纳米粒子催化剂对甲酸分解制氢反应表现出优异的性能。载体上的氰基基团能提供合适的碱性环境促进甲酸分子的吸附活化,从而显著提升催化剂的性能。.相关成果已在Catal. Sci. Technol., J. Phys. Chem. C等刊物上发表SCI论文20余篇,申请发明专利1项。所取得的成果能够为新型固体碱催化剂的设计及开发提供理论参考依据。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Catalytic properties of γ-Al2O3 supported Pt-FeOx catalysts for complete oxidation of formaldehyde at ambient temperature
γ-Al2O3负载的Pt-FeOx催化剂在常温下完全氧化甲醛的催化性能
  • DOI:
    10.1039/c5ra19151c
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cui, Weiyi;Yuan, Xiaoling;Jia, Mingjun
  • 通讯作者:
    Jia, Mingjun
Interfacial Synergy of PtPd Nanoparticles Dispersed on Amine-Modified ZrSBA-15 in Catalytic Dehydrogenation of Ammonia Borane and Reduction of p-Nitrophenol
胺改性ZrSBA-15上分散的PtPd纳米颗粒催化氨硼烷脱氢和对硝基苯酚还原的界面协同作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry B
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wang Zhenzhen;Zhang Haoyang;Chen Lili;Miao Songsong;Wu Shujie;Hao Xiufeng;Zhang Wenxiang;Jia Mingjun
  • 通讯作者:
    Jia Mingjun
Room Temperature CO Oxidation over Pt/MgFe2O4: A Stable Inverse Spinel Oxide Support for Preparing Highly Efficient Pt Catalyst
Pt/MgFe2O4 的室温 CO 氧化:用于制备高效 Pt 催化剂的稳定的反尖晶石氧化物载体
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b06501
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zheng Bin;Wu Shujie;Yang Xuwei;Jia Mingjun;Zhang Wenxiang;Liu Gang
  • 通讯作者:
    Liu Gang
Polyacrylonitrile beads supported Pd-based nanoparticles as superior catalysts for dehydrogenation of formic acid and reduction of organic dyes
聚丙烯腈珠负载钯基纳米颗粒作为甲酸脱氢和有机染料还原的优质催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.catcom.2018.06.004
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Catalysis Communications
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Wang Zhenzhen;Zhang Haoyang;Li Lin;Miao Songsong;Wu Shujie;Hao Xiufeng;Zhang Wenxiang;Jia Mingjun
  • 通讯作者:
    Jia Mingjun
CeO2 nanorods anchored on mesoporous carbon as an efficient catalyst for imine synthesis
锚定在介孔碳上的 CeO2 纳米棒作为亚胺合成的有效催化剂
  • DOI:
    10.1039/c6cc05496j
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Geng Longlong;Song Jinling;Zhou Yahui;Xie Yan;Huang Jiahui;Zhang Wenxiang;Peng Luming;Liu Gang
  • 通讯作者:
    Liu Gang

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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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