设计利用光调控吸着强度的CO2捕获材料

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21477096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0601.理论环境化学
  • 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

Reducing the emission of greenhouse gases like CO2 requires efficient and reusable capture materials. The energy for regenerating the capture media is crucial to the cost of CO2 capture. In this proposal, we target flue gases from stationary CO2 sources such as coal powerplants. Starting from electronic structures of capture materials and CO2, and empolying a macroscopic Langmuir-type adsorption model, we design CO2 capture model systems with photoswitchable CO2 sorption (adsorption and absorption). The model systems feature the conjunction of Lewis bases that can covalently bond with CO2 and azo-based backbones that can switch conformations upon light stimulation. Thus by regulating the conformation of the CO2-sorbent complex, differences in structures and local chemical environments of the cis and trans conformations can be utilized. As a result, the sorption strength between CO2 and capture materials can be controlled. We hope by taking advantage of light energy, the cost of CO2 capture can be lowered, i.e., capture CO2 with the strong CO2-sorbent interacting conformation, then switch the conformation by light, and finally release CO2 with the weak CO2-sorbent interacting conformation. We will integrate these sorption prototypes into ionic liquids, porous solids, etc. Meanwhile, these models might be applied in the capture of other acidic gases (SO2, NOx, etc.).
减少CO2等温室气体的排放需要高效、可循环使用的捕获材料。用来再生捕获材料的能耗高低是决定捕获成本的重要因素。本项目以CO2固定排放源(如火力发电厂)的烟气为目标,计划从捕获材料与CO2的电子结构出发,结合宏观的兰缪尔吸附模型,设计可由光调控CO2与捕获材料的作用强度的新型吸着(吸附、吸收)模型体系。该体系结合了能跟CO2形成共价键的路易斯碱和能够光响应构象变化的偶氮骨架。通过光调节CO2--捕获材料复合物的构象,利用其顺、反构象的几何结构和局部化学环境的差异,调控CO2的吸着强度。我们希望能够利用光能减少CO2捕获的能耗,即在吸着作用强的构象下吸收CO2,然后通过光控改变构象,再在吸着作用弱的构象下释放CO2。我们将把这类模型体系引入离子液体、多孔固体等材料。同时这些模型体系有可能被用于其他酸性气体(SO2、NOx等等)的捕获。

结项摘要

本研究采用基于电子结构计算的多尺度模拟方法,设计、筛选了一系列新型针对CO2等酸性气体的可逆的吸着材料。这些材料含有偶氮结构单元,能够对可见光进行响应、调整结构。调整前后的结构对于酸性气体的吸着强度有明显差异,因此可以实现利用可见光调节吸着强度,减少吸着材料再生能耗的目的。本研究还分别研究了阳离子对吸着材料的影响,开发设计了新型的叁齿枝状吸着材料体系,以及考察了二维多孔材料对酸性气体的分离效果。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The role of cations in the interactions between anionic N-heterocycles and SO(2).
阳离子在阴离子 N-杂环与 SO2 相互作用中的作用
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-25432-6
  • 发表时间:
    2018-05-08
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li C;Lu D;Wu C
  • 通讯作者:
    Wu C
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  • DOI:
    10.1021/acs.joc.6b02849
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Organic Chemistry
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wu Chao;Hou Xiufang;Zheng Yuheng;Li Pengfei;Lu Dongmei
  • 通讯作者:
    Lu Dongmei
Lattice-Mismatch-Induced Twinning for Seeded Growth of Anisotropic Nano structures
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  • DOI:
    10.1021/acsnano.5b00475
  • 发表时间:
    2015-03-01
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Wang, Zhenni;Chen, Zhengzheng;Yin, Yadong
  • 通讯作者:
    Yin, Yadong
Cation-assisted interactions between N-heterocycles and CO2
N-杂环和 CO2 之间的阳离子辅助相互作用
  • DOI:
    10.1039/c5cp01793a
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    H. Tang;D. Lu;C. Wu
  • 通讯作者:
    C. Wu
Computational Design of Porous Graphenes for Alkane Isomer Separation
用于烷烃异构体分离的多孔石墨烯的计算设计
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.7b02915
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhang Liying;Wu Chao;Fang Yong;Ding Xiangdong;Sunt Jun
  • 通讯作者:
    Sunt Jun

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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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