自支撑多孔有机胺聚合物的设计、合成及生长机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21676138
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0804.分离工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Much attention has been paid to the global climate change and ecological environment deterioration that result from greenhouse effect. The development of efficient, low-cost materials for CO2 capture has thus become quite urgent. Traditionally, adsorbents were prepared by introducing active components such as organic amine to porous supports. However, the supports cannot adsorb any CO2 at all, which limits the overall adsorption capacity of adsorbents. In addition, the supports have to be heated simultaneously in the process of regeneration, and the cost is therefore raised due to the consumption of energy. In this project, a new strategy will be developed to construct support-free porous polyamines. The assembly of two monomers under mild conditions will be realized via alkylation of amine, leading to the formation of multidimensional polymers decorated with amines. The resultant polyamines are supposed to show high density of active sites, high stability, and moderate adsorption strength. The accurate control of structure and performance of polymers will be realized by rational design and optimization of monomers. By clarifying the mechanism for polymer synthesis, it is expected to provide guidance for the development of novel functional materials derived from support-free porous polyamines. The application of new generation adsorbents may break the limitation of conventional materials, which results in an efficient, low-cost process for the removal of CO2, and promotes the upgrade of related industries including carbon capture in power plants and natural gas purification.
温室效应引起的全球气候变化和生态环境恶化问题备受关注,开发高效、低成本的CO2捕获材料已迫在眉睫。传统的吸附材料一般是将有机胺等活性组分引入到多孔载体中。然而,载体本身并不具备吸附能力,这在很大程度上限制了吸附剂中活性位密度的提高;另外,载体在再生过程中需要同时被加热而消耗能量,这无疑提高了过程的成本。项目针对传统吸附剂存在的问题,提出构筑自支撑多孔有机胺聚合物的新思路。通过胺的烷基化反应实现温和条件下两种单体的组装,形成镶嵌氨基的多维聚合物网络。所研制的吸附剂同时具备高的活性位密度、强的稳定性和适中的吸附强度。拟通过单体结构的理性设计和优化,实现目标材料结构和性能的精确控制;揭示聚合物的生长机制,为基于自支撑多孔有机胺聚合物的新型功能材料的开发提供指导。通过新一代吸附材料的运用,有望打破传统吸附剂的限制,实现CO2的高效、低成本捕获,推动发电厂脱碳和天然气净化等相关行业的技术升级。

结项摘要

二氧化碳吸附分离是实现碳捕集与碳中和的重要环节和手段,含氮多孔有机聚合物及其衍生的氮掺杂多孔碳可作为高效的二氧化碳吸附剂。本项目首先选取、合成并考察了不同的卤代芳烃和含氮有机单体组合对聚合反应模式以及聚合物结构的影响,然后考察不同的聚合物制备方法与含氮基团引入方式对于含氮多孔有机聚合物合成效果以及组织功能的影响,以及后续产生的氮掺杂多孔碳的组织结构以及吸附分离性能的差异。最后在实验研究的基础上,本项目通过量子化学计算推导出多孔有机聚合物的构筑模式和原理,及其衍生多孔碳的产生机制,并结合其对二氧化碳等吸附质吸附分离的计算模拟,推导不同的氮掺杂位点和吸附剂组织结构引起吸附性能差异的本质,并给出明确的构效关系。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Significant Decrease in Activation Temperature for the Generation of Strong Basicity: A Strategy of Endowing Supports with Reducibility
显着降低活化温度以产生强碱性:赋予载体还原性的策略
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.9b00759
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Peng Song-Song;Lu Jie;Li Tian-Tian;Tan Peng;Gu Chen;Wu Zheng-Ying;Liu Xiao-Qin;Sun Lin-Bing
  • 通讯作者:
    Sun Lin-Bing
Controlled Construction of Supported Cu+ Sites and Their Stabilization in MIL-100(Fe): Efficient Adsorbents for Benzothiophene Capture
MIL-100(Fe) 中负载铜位点的受控构建及其稳定性:苯并噻吩捕获的高效吸附剂
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b09300
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    He Qiu-Xia;Jiang Yao;Tan Peng;Liu Xiao-Qin;Qin Ju-Xiang;Sun Lin-Bing
  • 通讯作者:
    Sun Lin-Bing
Potassium-incorporated mesoporous carbons: strong solid bases with enhanced catalytic activity and stability
掺钾介孔碳:具有增强催化活性和稳定性的强固体碱
  • DOI:
    10.1039/c8cy00100f
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Tian-Tian;Gao Xia-Jun;Qi Shi-Chao;Huang Li;Peng Song-Song;Liu Wei;Liu Xiao-Qin;Sun Lin-Bing
  • 通讯作者:
    Sun Lin-Bing
Rigid supramolecular structures based on flexible covalent bonds: A fabrication mechanism of porous organic polymers and their CO2 capture properties
基于柔性共价键的刚性超分子结构:多孔有机聚合物的制造机制及其二氧化碳捕获性能
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.123978
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Qi, Shi-Chao;Yu, Guo-Xing;Sun, Lin-Bing
  • 通讯作者:
    Sun, Lin-Bing
Foaming Effect of a Polymer Precursor with a Low N Content on Fabrication of N-Doped Porous Carbons for CO2 Capture
低氮含量聚合物前驱体对制备用于捕获二氧化碳的氮掺杂多孔碳的发泡效应
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.9b02063
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Liu Xin;Qi Shi-Chao;Peng An-Zhong;Xue Ding-Ming;Liu Xiao-Qin;Sun Lin-Bing
  • 通讯作者:
    Sun Lin-Bing

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热分散法制备的CuCl/SBA-15的吸附脱硫性能
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    刘晓勤
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  • 通讯作者:
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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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