nano-M2O3/3DOM La0.6Sr0.4Fe1-xBixO3(M = Cr, Fe, Bi)：光-热协同催化消除VOC的高效催化剂研制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21077007
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    戴洪兴
  • 依托单位：
    北京工业大学
  • 学科分类：
    B0603.大气污染与控制化学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

挥发性有机物(VOC)造成环境污染。光催化和热催化法能有效消除VOC，其效果取决于所用催化剂。金属氧化物纳米粒子和钙钛矿型氧化物(ABO3)对有机物氧化反应显示良好催化活性。孔结构、比表面积、氧化还原性和吸光性能是影响催化活性的主要因素。传统方法难以获得高比表面积的多孔ABO3。借助软、硬模板可制得高比表面积的三维有序大孔(3DOM) ABO3。本课题拟将光催化与热催化有机结合，实现光-热协同催化消除VOC(如甲醛和甲苯等),拟采用模板法制备兼具优良光响应能力、高比表面积和3DOM结构的nano-M2O3/3DOM_La0.6Sr0.4Fe1-xBixO3(M =Cr, Fe, Bi)新型催化剂，表征其物化性质，揭示光-热协同催化反应机制及构效关系，构建光-热协同催化反应动力学模型。该研究课题可为新型高效光-热双功能催化材料设计提供指南，而新型高效催化剂应用于VOC消除可改善大气环境质量。

结项摘要

围绕着催化消除有机污染物高效催化剂的研发，我们取得了以下结果：.（1）采用水（溶剂）热法，制备了特定形貌和多孔钒酸铋基材料。前驱液的pH值和表面活性剂对产物粒子形貌、孔结构和晶相结构有重要影响。多孔橄榄球状、球状或八角状单斜相BiVO4具有高的比表面积和表面氧空位密度、低的带隙能、多孔结构和独特的粒子形貌，对可见光降解苯酚和亚甲基蓝溶液表现较高光催化活性。掺杂少量S或担载适量过渡金属氧化物纳米粒子，使CoOx/BiVO4-δS0.08和FeOx/BiVO4-δS0.08对亚甲基蓝或甲醛降解显示较好光催化活性。.（2）采用金属络合剂辅助的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）胶晶模板法制备了三维有序大孔（3DOM） BiVO4和InVO4光催化剂。与相应的体相材料相比，3DOM BiVO4和3DOM InVO4对苯酚和亚甲基蓝溶液降解表现更好的可见光催化性能。在3DOM InVO4上担载适量CrOx后可进一步改善其光催化性能。15 wt% CrOx/3DOM InVO4具有较高的表面氧空位密度、较低的带隙能、适量的CrOx以及独特的双模孔结构，在可见光照射200分钟后对罗丹明B的降解效率可达99 %。.（3）采用柠檬酸辅助的PMMA胶晶模板法，制备了3DOM结构的钙钛矿型氧化物（3DOM ABO3）催化剂。表面活性剂和溶剂性质、前驱体热处理是影响3DOM ABO3的孔结构、比表面积和表面元素组成的重要因素。A位或B位取代影响3DOM ABO3的催化氧化性能。在空速为20000 mL/(g h)的条件下，甲苯在3DOM La0.6Sr0.4Fe0.8Bi0.2O3上氧化时的T50%和T90%分别为220 oC和242 oC。过渡金属氧化物纳米粒子和3DOM ABO3中变价离子之间存在协同作用使nano-CoOx/3DOM Eu0.6Sr0.4FeO3对VOC氧化反应显示较高催化活性。.（4）建立了一种基于光-热耦合催化的固定床反应器以及以BiVO4为催化剂的光-热耦合催化氧化消除气态甲苯的方法。在甲苯/氧气摩尔比为1/400，空速为20000 mL/(g h)的条件下，BiVO4在35 ~ 200 oC对甲苯氧化反应几乎无催化活性，但是当在可见光照射下且温度分别为35 oC、100 oC和200 oC时，甲苯转化率分别达到30%、36%和47%。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Preparation of three-dimensionally ordered macroporous La0.6Sr0.4Fe0.8Bi0.2O3-delta and their excellent catalytic performance for the combustion of toluene
三维有序大孔La0.6Sr0.4Fe0.8Bi0.2O3-δ的制备及其优异的甲苯燃烧催化性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhao; Zhenxuan1;Dai; Hongxing1;Deng; Jiguang1;Du; Yucheng2;Liu; Yuxi1;Zhang; Lei1
  • 通讯作者：
    Lei1
Mesoporous LaFeO3 catalysts for the oxidation of toluene and carbon monoxide
用于氧化甲苯和一氧化碳的介孔 LaFeO3 催化剂
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    催化学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Gao; Baozu;Deng; Jiguang;Liu; Yuxi;Zhao; Zhenxuan;Li; Xinwei;Wang; Yuan;Dai; Hongxing
  • 通讯作者：
    Hongxing
Porous olive-like BiVO4: Alcoho-hydrothermal preparation and excellent visible-light-driven photocatalytic performance for the degradation of phenol
多孔类橄榄BiVO4：醇水热制备和优异的可见光驱动光催化性能用于降解苯酚
  • DOI：
    10.1016/j.apcatb.2011.04.026
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Applied Catalysis B: Environmental
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jiang; Haiyan;Dai; Hongxing;Meng; Xue;Ji; Kemeng;Zhang; Lei;Deng; Jiguang
  • 通讯作者：
    Jiguang
Three-dimensionally ordered macroporous InVO4: Fabrication and excellent visible-light-driven photocatalytic performance for methylene blue degradation
三维有序大孔InVO4：制备及其优异的可见光驱动光催化亚甲基蓝降解性能
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2013.04.032
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Wang; Yuan;Dai; Hongxing;Deng; Jiguang;Liu; Yuxi;Zhao; Zhenxuan;Li; Xinwei;Ar;iyan; Hamidreza
  • 通讯作者：
    Hamidreza
High-performance porous spherical or octapod-like single-crystalline BiVO4 photocatalysts for the removal of phenol and methylene blue under visible-light illumination
高性能多孔球形或八足形单晶 BiVO4 光催化剂，用于可见光照明下去除苯酚和亚甲基蓝
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Jiang; Haiyan;Meng; Xue;Dai; Hongxing;Deng; Jiguang;Liu; Yuxi;Zhang; Lei;Zhao; Zhenxuan;Zhang; Ruzhen
  • 通讯作者：
    Ruzhen

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  • 作者：
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AI项目解读示例

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。
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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。
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AI技术路线图

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          J --> K[研究结论与未来方向]
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