Sn-Beta分子筛可控合成及催化生物质糖转化性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21871236
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0104.无机合成
  • 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

Sn-Beta zeolite exhibits excellent catalytic performance in the conversion of carbohydrates to high-value added chemicals due to its large twelve-membered ring micropores in three dimensions and strong activation ability for oxygen-containing substituents. Sn-Beta zeolite synthesized by the classical hydrothermal method in fluoride media has few surface defects, high hydrophobicity and good stability. However, the hydrothermal method has the drawbacks of long crystallization time, low amount of Sn incorporation and poor repeatability. The project aims to study the crystallization mechanism of Sn-Beta zeolite and the factors controlling the crystallization rate. The project will further study the effects of the structure and surface properties of Sn-Beta on the activation of oxygen-containing substituents. The catalytic performance of Sn-Beta zeolite will be investigated in the isomerization of glucose and the retro-aldol reaction of glucose and fructose to alkyl lactate. Through the project, it is expected to establish the relationships between synthesis, structure and catalytic performance and develop a fast synthesis method of Sn-Beta zeolite with controllable properties and high catalytic performance for conversion of biomass derived carbohydrates. The research of the project will contribute to understanding deeply the synthetic chemistry of metal-containing silicate molecular sieves, which will establish the foundation for the industrial synthesis and application of metal-containing silicate molecular sieves.
Sn-Beta分子筛具有三维十二元环大孔结构和较强的对含氧取代基活化能力,在糖类化合物催化转化制高附加值化学品过程中表现出优异的催化性能。经典的含氟体系水热合成方法制备的Sn-Beta分子筛,表面缺陷少、疏水性高、稳定性好;但该法存在晶化时间长、Sn引入量低、重复性差等缺点。本项目拟研究Sn-Beta分子筛晶化机理与晶化速率的调控、Sn活性位类型和缺陷位的调控;Sn-Beta分子筛的结构、表面性质对含氧取代基的活化性能的影响及在催化葡萄糖转化为果糖、葡萄糖/果糖转化为乳酸酯中的催化性能,阐明Sn-Beta分子筛的合成方法-结构-催化性能之间的关系,建立性质可控、可高效催化生物质糖转化的Sn-Beta分子筛的快速合成方法。本项目的研究,将有助于加深对金属杂原子硅酸盐分子筛合成化学的认识,为该类分子筛的工业合成与应用打下基础。

结项摘要

Sn-Beta分子筛具有三维十二元环大孔结构和较强的活化含氧取代基的能力,广泛用作糖类及其衍生物催化转化制高附加值化学品过程的催化剂,性能优异。含氟体系水热合成的Sn-Beta分子筛,表面缺陷少、疏水性高、稳定性好;但该法存在晶化时间长、Sn引入量低、重复性差等缺点。本项目研究了晶种的数量和尺寸、晶化时间、水含量、Sn含量、硅源聚合度、模板剂和矿化剂用量、引入碱/碱土金属阳离子以及Sn络合剂等合成参数对Sn-Beta分子筛合成、性质和催化糖转化性能的影响,实现了Sn-Beta分子筛的晶化速率调控,建立了快速可控的合成方法,建立了Sn活性位的状态和缺陷位的调控方法,阐明了Sn-Beta分子筛合成方法-表面性质-催化性能之间的关系。研究发现,在晶种辅助下、在合成凝胶中引入碱/碱土金属阳离子、降低凝胶水含量均可以加快Sn-Beta分子筛晶化。增加凝胶中Sn含量可以提高骨架Sn数量,添加Sn络合剂能够提高Sn进入骨架位的比例,延长晶化时间提高分子筛结晶度,能够提高开放Sn位和闭合Sn位的比例。在合成凝胶中引入碱/碱土金属阳离子能够减少硅羟基缺陷位。增加凝胶中晶核数量,能够减小Sn-Beta分子筛晶粒尺寸,提高抗积碳能力;减少硅羟基缺陷位,有利于提高葡萄糖/木糖等单糖转化为乳酸甲酯的选择性;Si/Sn比在400-200范围内有利于提高乳酸甲酯的收率和生产效率。本项目的研究加深了对金属杂原子硅酸盐分子筛合成化学的认识,为该类分子筛的工业合成与应用打下了基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(2)
Synthesis of Sn-Beta zeolite via quasi-solid-phase route with low amount of organic template
低量有机模板剂准固相路线合成Sn-Beta沸石
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    European Journal of Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Shengqiang Zhou;Lipeng Zhou;Yunlai Su;Xiaomei Yang;Hao He
  • 通讯作者:
    Hao He
Accelerated synthesis of Sn-Beta with less silanols by alkaline (earth) salt for efficient transformation of glucose to methyl lactate
通过碱(土)盐加速合成含较少硅烷醇的 Sn-Beta,以将葡萄糖有效转化为乳酸甲酯
  • DOI:
    10.1016/j.matchemphys.2022.126235
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Materials Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Xiaomei Yang;Xu Chen;Bin Lv;Yunlai Su;Lipeng Zhou
  • 通讯作者:
    Lipeng Zhou
Influence of Sn Content in Sn-β on Selective Production of Methyl Lactate from Glucose
Sn-β 中 Sn 含量对葡萄糖选择性生产乳酸甲酯的影响
  • DOI:
    10.1007/s10562-022-04101-4
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Catalysis Letters
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Xiaomei Yang;Yuan Wang;Yunlai Su;Lipeng Zhou
  • 通讯作者:
    Lipeng Zhou
Synthesis of Sn-Beta by hydrothermal method: The role of seeds
水热法合成 Sn-Beta:种子的作用
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2022.111812
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Microporous and Mesoporous Materials
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Shuang Wang;Lipeng Zhou;Beibei Gao;Yunlai Su;Xiaomei Yang
  • 通讯作者:
    Xiaomei Yang
Promotion effect of Mg on post-synthesized Sn-Beta zeolite for the conversion of glucose to methyl lactate
Mg对后合成Sn-Beta沸石葡萄糖转化为乳酸甲酯的促进作用
  • DOI:
    10.1039/c9cy02376c
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Xiaomei Yang;Bin Lv;Tianliang Lu;Yunlai Su;Lipeng Zhou
  • 通讯作者:
    Lipeng Zhou

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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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