木质素临氢催化转化多产单环芳烃催化剂及工艺的基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21808063
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    郭勇
  • 依托单位：
    华东理工大学
  • 学科分类：
    B0811.生物质转化与轻工制造
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Lignin is the only large-volume renewable source of aromatic chemicals in nature. Monocyclic aromatics are not only very important basic organic raw materials and solvents in chemical industry, but also a necessary blending in jet fuels. Therefore, the production of monocyclic aromatic hydrocarbons from lignin has great significance. Recently, researchers have succeeded in producing monocyclic aromatic hydrocarbons from lignin by hydrodeoxygenation. Almost all of monomers combined with C-O-C bond in lignin converts to monocyclic aromatic hydrocarbons in this process. However, only few monomers combined with C-C bond converts to monocyclic aromatic hydrocarbons. The strategy would be adopted in this project is to design and prepare a new Ru/Nb-based suport catalyst with the multifunctions of hydrogenation, adsorption/activation of C-O and C-C bonds. Combining the catalyst characterization, reaction pathway study and model molecules verification experiments, propose the mechanism of producing monocyclic aromatic hydrocarbons from lignin by catalytic process. According to the mechanism, optimize the catalyst and reaction process. This novel strategy is expected to realize the efficient conversion of monomers combined with C-O-C bonds or C-C bonds to monocyclic aromatic hydrocarbons so as to achieve the goal of maximum production of monocyclic aromatic hydrocarbons from lignin by hydrodeoxygenation.
木质素是自然界芳香化合物的唯一一个大容量可再生来源，而单环芳烃既是重要的基本有机化工原料和溶剂，又是喷气燃料的重要组成部分。因此，将木质素转化为单环芳烃具有重大的意义。目前已有研究实现了木质素中通过C-O-C键连接的基本结构单元临氢催化转化为单环芳烃，但是木质素中仍有大量通过C-C键连接的基本结构单元尚未转化成单环芳烃。本项目针对上述问题，拟设计、制备具有对C-O和C-C键吸附活化及加氢等多功能的新型金属Ru/Nb基载体催化剂。通过反应路径和模型化合物验证研究，结合催化剂表征分析研究，揭示金属Ru/Nb基载体催化剂上木质素临氢催化转化制单环芳烃的反应机理。在反应机理的指导下，再进行催化剂和工艺条件的优化，保证高效催化木质素中C-O-C键连接的基本结构单元转化为单环芳烃的前提下，同时催化C-C键连接的基本结构单元转化为单环芳烃，从而达到木质素临氢催化转化多产单环芳烃的目的。

结项摘要

木质素是自然界芳香化合物的唯一一个大容量可再生来源，而单环芳烃既是重要的基本有机化工原料和溶剂，又是喷气燃料的重要组成部分。因此，将木质素转化为单环芳烃具有重大的意义。目前已有研究实现了木质素中通过C-O-C键连接的基本结构单元临氢催化转化为单环芳烃，但是木质素中仍有大量通过C-C键连接的基本结构单元尚未转化成单环芳烃。本项目针对上述问题，设计、制备了层状Ru/Nb2O5、Ru/NbOPO4等多功能催化剂，可以同时活化木质素中C-O、C-C键，实现木质素临氢催化转化多产单环芳烃。项目以木质素模型化合物为研究对象，结合原位表征，揭示了该系列催化剂上C-O和C-C键的作用机制，即NbOx通过对苯环的独特吸附活化C-O和C-C键，B酸中心促进了碳正离子的形成利于Caroma-C键的断裂，金属则提供氢气活化中心。在深入了解催化作用机理的基础上，进一步指导催化剂的制备，最终实现了木质素临氢催化转化高效产单环芳烃。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Breaking the Limit of Lignin Monomer Production via Cleavage of Interunit Carbon-Carbon Linkages
通过单元间碳-碳键的断裂突破木质素单体生产的极限
  • DOI：
    10.1016/j.chempr.2019.03.007
  • 发表时间：
    2019-06-13
  • 期刊：
    CHEM
  • 影响因子：
    23.5
  • 作者：
    Dong, Lin;Lin, Longfei;Wang, Yanqin
  • 通讯作者：
    Wang, Yanqin
Correlation of the catalytic performance with Nb2O5 surface properties in the hydrodeoxygenation of lignin model compound
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Catalysis
  • 影响因子：
    7.3
  • 作者：
    Xin Yu;Dong Lin;Guo Yong;Liu Xiaohui;Hu Yongfeng;Wang Yanqin
  • 通讯作者：
    Wang Yanqin
Catalytic Production of Value-Added Chemicals and Liquid Fuels from Lignocellulosic Biomass
利用木质纤维素生物质催化生产增值化学品和液体燃料
  • DOI：
    10.1016/j.chempr.2019.05.022
  • 发表时间：
    2019-10-10
  • 期刊：
    CHEM
  • 影响因子：
    23.5
  • 作者：
    Jing, Yaxuan;Guo, Yong;Wang, Yanqin
  • 通讯作者：
    Wang, Yanqin
Selective production of ethylbenzene from lignin oil over FeOx modified Ru/Nb2O5 catalyst
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  • DOI：
    10.1016/j.apcatb.2019.118143
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
  • 影响因子：
    22.1
  • 作者：
    Li Lingxiao;Dong Lin;Liu Xiaohui;Guo Yong;Wang Yanqin
  • 通讯作者：
    Wang Yanqin
Catalytic and DRIFTS Studies of Pt-Based Bimetallic Alloy Catalysts in Aqueous-Phase Reforming of Glycerol
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019-02
  • 期刊：
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Guo Yong;Liu Xiaohui;Wang Yanqin
  • 通讯作者：
    Wang Yanqin

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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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