基于氧缺陷型非贵金属氧化物的加氢催化剂及其作用机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1462119
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B08.化学工程与工业化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Heterogeneous hydrogenation is one of the most important reactions in petrochemical industry. The development of highly active and cheap catalyst can greatly reduce the production cost. Inexpensive metal oxides are recently regarded as a new type of hydrogenation catalyst, but the inherent active site and related mechanism are not studied. Previously, the applicant found that oxygen-defected metal oxides are very active in hydrogenation reaction. In this project, using tungsten oxide as the model, a comprehensive study will be conducted to explore oxygen-defected oxides as hydrogenation catalyst, and solve the key scientific problem, i.e., the mechanism of oxygen defect-mediated hydrogen activation and subsequent hydrogenation. First, systematic reaction evaluation will be conducted to demonstrate the potential of oxygen-defected oxide as hydrogenation catalyst. Then the structure-activity relationship between oxygen defect and hydrogenation activity will be established by tuning the type and concentration of defect. Finally, the critical role of oxygen defect in hydrogenation reaction will be illustrated using DFT computation. This project is expected to develop a promising hydrogenation catalyst for industrial application and provide the basis for rational design and fabrication of metal oxide based hydrogenation catalysts.
催化加氢是石油化工等行业的重要单元反应,研究高效低成本的新型加氢催化剂对降低生产成本具有重要意义。非贵金属氧化物代表了一类新的高效加氢催化剂,但其催化活性位本质及机理仍不清楚。申请人近期发现,含有氧缺陷的金属氧化物具有优异的加氢活性。本项目拟系统开展以氧缺陷型金属氧化物作为新型加氢催化剂的实验和计算研究。围绕氧缺陷对氢分子活化及加氢反应的作用机理这一关键科学问题,采用氧化钨为模型催化剂,通过系统的加氢反应评价来展示缺氧型金属氧化物作为加氢催化剂的可行性;通过可控调节氧缺陷位的种类及浓度,建立其与加氢催化活性的定量构效关系;通过量子化学模拟来验证氧缺陷对加氢共性及关键步骤的决定性作用。项目可望从机理层次理解金属氧化物的催化活性位本质,开发一种具有实际应用价值的加氢催化剂,并为其他金属氧化物加氢催化剂的理性设计和可控制备提供思路。

结项摘要

催化加氢是石油化工等行业的重要单元反应,发展高效低成本的新型加氢催化剂对降低生产成本具有重要意义。本项目采用实验和计算方法系统研究了氧缺陷型金属氧化物作为新型加氢催化剂的可行性及其机理:揭示了氧缺陷在氢分子活化及后续加氢反应中的关键性作用,建立了其与加氢催化活性的定量构效关系;发展了钨氧化物、铁氧化物、钴氧化物等氧缺陷型加氢催化剂,获得了低成本高活性的加氢催化剂;阐述了氧缺陷型催化剂表面的乙烯加氢和芳烃加氢等模型反应的过程机理;并将缺陷结构的理念拓展到碳基催化剂方面;上述催化剂应用于生物质转化和高能航天燃料的制备,降低了其工艺成本。项目结果从机理层次阐明了金属氧化物的催化活性位本质,开发了具有实际应用价值的加氢催化剂,并为其他加氢催化剂的理性设计和可控制备提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Efficient synthesis of high-density aviation biofuel via solvent-free aldol condensation of cyclic ketones and furanic aldehydes
环酮与呋喃醛无溶剂羟醛缩合高效合成高密度航空生物燃料
  • DOI:
    10.1016/j.fuproc.2016.03.016
  • 发表时间:
    2016-07-01
  • 期刊:
    FUEL PROCESSING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Deng, Qiang;Xu, Jisheng;Zou, Ji-Jun
  • 通讯作者:
    Zou, Ji-Jun
Hydrophobic mesoporous acidic resin for hydroxyalkylation/alkylation of 2-methylfuran and ketone to high-density biofuel
用于2-甲基呋喃和酮的羟烷基化/烷基化制备高密度生物燃料的疏水介孔酸性树脂
  • DOI:
    10.1002/aic.15410
  • 发表时间:
    2017-02-01
  • 期刊:
    AICHE JOURNAL
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhang, Xiangwen;Deng, Qiang;Zou, Ji-Jun
  • 通讯作者:
    Zou, Ji-Jun
Hollow Cobalt-Based Bimetallic Sulfide Polyhedra for Efficient All-pH-Value Electrochemical and Photocatalytic Hydrogen Evolution
用于高效全pH值电化学和光催化析氢的空心钴基双金属硫化物多面体
  • DOI:
    10.1021/jacs.5b11986
  • 发表时间:
    2016-02-03
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Huang, Zhen-Feng;Song, Jiajia;Zou, Ji-Jun
  • 通讯作者:
    Zou, Ji-Jun
Unraveling the facet-dependent and oxygen vacancy role for ethylene hydrogenation on Co3O4 (110) surface: A DFT plus U study
揭示 Co3O4 (110) 表面乙烯氢化的晶面依赖性和氧空位作用:DFT 加 U 研究
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2017.01.031
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhang Yong-Chao;Pan Lun;Lu Jinhui;Song Jiajia;Li Zheng;Zhang Xiangwen;Wang Li;Zou Ji-Jun
  • 通讯作者:
    Zou Ji-Jun
Renewable high-density spiro-fuels from lignocellulose-derived cyclic ketones
来自木质纤维素衍生环酮的可再生高密度螺环燃料
  • DOI:
    10.1039/c7cc05101h
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Xie Junjian;Zhang Xiangwen;Pan Lun;Nie Genkuo;Xiu-Tian-Feng E.;Liu Qing;Wang Peng;Li Yafei;Zou Ji-Jun
  • 通讯作者:
    Zou Ji-Jun

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其他文献

基于WO_(3-x)量子点和TiO_2构建高效Z型光催化产氢催化剂(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘伦;张靖雯;贾旭;马煜航;张香文;王莅;邹吉军
  • 通讯作者:
    邹吉军
IrO2-SiO2涂层钛阳极的失效行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化学工业与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙猛猛;王庆法;邹吉军;张香文
  • 通讯作者:
    张香文

其他文献

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邹吉军的其他基金

基于吸附-光催化的太阳光驱动协同产氢及水体净化体系构建
  • 批准号:
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  • 项目类别:
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基于吸附—光催化的太阳光驱动协同产氢及水体净化体系构建
  • 批准号:
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    2020
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
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  • 项目类别:
    面上项目
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    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
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    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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