Pt/BN催化剂表面Pt物种的指认及其丙烷完全氧化性能和反应机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21872124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Catalytic combustion is a promising technology for the abatement of volatile organic compounds, and the understanding of reaction mechanism is crucial for the development of highly efficient catalyst systems. It was found that supported Pt/BN catalysts were very effective for catalytic combustion of propane. However, key issues such as active species and reaction mechanism need to be clarified. Therefore, in this project, we plan to design a series of Pt/BN catalysts for propane combustion. With detailed characterizations such as XPS and HRTEM, surface Pt species (e.g. Pt0, Ptn+, Pt0-Ptn+) could be distinguished and their contributions in the reaction could be illustrated, which is helpful to clarify the active sites for the reaction. In addition, we plan to distinguish the nature of the Pt species on different locations of BN support (e.g. surface and edge) and their relation with the catalytic behaviors, as well as investigations on reaction intermediates and reaction pathways, which is helpful to establish a clear picture on the structure - performance correlation. The findings of this project may provide useful information for the development of high performance catalysts for propane combustion, and thus have great academic and practical value. Also, the rich academic backgroud and the early research results of the applicant ensure the successful completion of this project.
催化燃烧是一种处理VOCs的高效净化技术,认识催化剂的VOCs完全氧化作用机制,是研发高性能催化剂的关键。研究发现Pt/BN催化剂具有很高的丙烷氧化活性,但是对催化反应活性位、反应机理都缺乏完整的认识。本项目通过设计、制备系列Pt/BN催化剂,结合XPS、HRTEM等表征,指认和区分催化剂表面Pt粒子的Pt0、Ptn+(Pt2+、Pt4+)和Pt0-Ptn+物种,及其对丙烷完全氧化反应的贡献,明确Pt/BN催化剂的反应活性中心;研究BN纳米片表面、棱边上Pt粒子和Pt物种差异与催化性能之间的关系,结合丙烷氧化过程中间产物、吸附态、反应历程等问题的研究,建立清晰全面的表面Pt物种与催化性能的关系,认识影响反应行为的关键因素和反应机理,为进一步提高催化性能提供实验和理论支撑。申请者丰富的研究积累和前期探索性研究,为本项目的顺利完成提供了扎实的基础。

结项摘要

VOCs包含烃类、芳烃、酯类、酮类、醇类等有机物。在VOCs体系中,烷烃化学性质最稳定,是最难催化燃烧的一类有机物,也是VOCs催化燃烧中最具代表性的物质。含烷烃的VOCs存在于涂料、油气加工、柴油机尾气、F-T合成尾气等领域。因此,催化燃烧是处理VOCs的高效净化技术,认识VOCs催化剂作用机制,是研发高性能催化剂的关键。.本项目通过对系列Pt/BN、Pt-V/BN、Pt-W/BN表征和丙烷氧化反应活性测试,指认Pt/BN催化剂表面Pt存在形式,区分Pt0、Ptn+(Pt2+、Pt4+)物种对丙烷氧化反应的贡献,确认Pt0/Ptn+比例与反应活性(TOF)的关系,明确Pt粒子尺寸对表面Pt0-Ptn+物种比例及丙烷氧化活性(TOFPt)的影响。还开展了Pt-MoO3、Pt-WO3、Pt-NbOx界面和表面酸性对催化剂丙烷氧化性能的影响。结合丙烷氧化过程中间产物、吸附态、反应历程等问题的研究,建立清晰全面的Pt表面物种状态与催化性能的关系。明确了Pt0/Ptn+物种比例与催化剂表面酸性与催化剂的丙烷氧化活性之间的关系。为VOCs中的烷烃催化燃烧奠定了基础。.项目完成研究论文16,授权专利2件,还有2件发明专利在审理中。培养研究生6名。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Revealing the Different Roles of Sulfates on Pt/Al2O3 Catalyst for Methane and Propane Combustion
揭示硫酸盐对甲烷和丙烷燃烧 Pt/Al2O3 催化剂的不同作用
  • DOI:
    10.1007/s10562-021-03675-9
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    CATALYSIS LETTERS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Cen Bingheng;Wang Weiyue;Zhao Peipei;Liu Chufeng;Chen Jian;Lu Jiqing;Luo Mengfei
  • 通讯作者:
    Luo Mengfei
Promoting the selective catalytic oxidation of diethylamine over MnOx/ZSM-5 by surface acid centers
表面酸中心促进二乙胺在MnOx/ZSM-5上的选择性催化氧化
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2020.146348
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Lu Ying;Hu Caihong;Zhang Wenxia;Jin Zhunian;Leng Xingyue;Wang Yuejuan;Chen Jian;Luo Mengfei
  • 通讯作者:
    Luo Mengfei
Selective Oxidation of Diethylamine on CuO/ZSM-5 Catalysts: The Role of Cooperative Catalysis of CuO and Surface Acid Sites
CuO/ZSM-5 催化剂上二乙胺的选择性氧化:CuO 和表面酸位点协同催化的作用
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.0c00952
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Hu Caihong;Fang Chentao;Lu Ying;Wang Yuejuan;Chen Jian;Luo Mengfei
  • 通讯作者:
    Luo Mengfei
Effect of Fe promotion on the performance of V2O5/MgF2 catalysts for gas-phase dehydrofluorination of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane
Fe促进对V2O5/MgF2催化剂1,1,1,3,3-五氟丙烷气相脱氟化氢性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2019.06.103
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Xiu-Xiu Fang;Wen-Min Liao;Jian-Dong Song;Zhirong Zhu;Yun Wang;Ji-Qing Lu;Meng-Fei Luo
  • 通讯作者:
    Meng-Fei Luo
Deep oxidation of propane over WO3 - promoted Pt/BN catalysts: The critical role of Pt - WO3 interface
WO3 促进的 Pt/BN 催化剂上丙烷的深度氧化:Pt - WO3 界面的关键作用
  • DOI:
    10.1016/j.apcatb.2020.118858
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
  • 影响因子:
    22.1
  • 作者:
    Liao Wen-Min;Fang Xiu-Xiu;Cen Bing-Heng;Chen Jian;Liu Yan-Rong;Luo Meng-Fei;Lu Ji-Qing
  • 通讯作者:
    Lu Ji-Qing

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其他文献

还原温度对Ir/ZrO_2催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响
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  • 通讯作者:
    罗孟飞

其他文献

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铂催化剂的表面酸性、氧缺位对铂物种的影响及其对CO、甲烷、丙烷氧化活性位差异性的研究
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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。
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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