金属有机框架的蒸气辅助老化法合成及其在此条件下的反应活性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21561009
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0102.配位化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In recent decades, the design and synthesis of metal-organic frameworks (MOFs), which have great potential of industrial applications in gas storage and separation, catalysis, magnetic resonance imaging and luminescence, have captured much attention. Compared with the conventional solution-based preparation of MOFs, the vapor-assisted aging (VAG) synthesis is a simpler, more energy-efficient, greener and more readily scale-up preparation method, which is appropriate for being applied in industrial preparation. For the VAG process, we utilize four pre-treatment methods: pre-grinding (pre-G), pre-liquid assisted grinding (pre-LAG), pre-ionic assisted grinding (pre-IAG) and pre-ionic and -liquid assisted grinding (pre-ILAG) to grind starting materials including 27 organic carboxylic acids and transition metal or rare earth oxides/salts. The resulting pre-treated mixtures are then placed in a capped-glass container and exposed in a solvent vapor at room temperature. Further, in order to know the aging process clearly, the changes of particles morphology and the mobility of crude materials in aging, we monitor the reaction by powder X-ray diffraction, SEM and TEM. Additionally the BET surface area and pore analysis of the product MOFs will be conducted to manifest their crystal quality. The VAG reaction will be tried to scale up to yield MOFs in 1000 grams. Finally, we will conclude the relationship between pre-treatment methods, MOFs structures and solvent vapor, to promote VAG to have universal applicability.
金属-有机框架(MOFs)在气体存储及分离、催化、发光、生物医药等领域拥有巨大的潜在应用价值,是近年来化学和材料学科中的研究热点。相对于传统基于溶液法制备MOFs,蒸气辅助老化法是把经过预处理的反应原料在室温下暴露于溶剂蒸气中进行老化,在较短时间内合成具有高结晶度的MOFs。其具有简捷、能耗低、绿色环保和易大量制备的优点,是工业化制备的首选方法。我们选取了27个有机羧酸与过渡、稀土金属氧化物或金属盐混合,经过四种预研磨(预干磨,预湿磨,预盐磨和预盐湿磨)处理后,常温下置于含有溶剂蒸气的密闭容器中,利用粉末X射线衍射和SEM、TEM监测反应进程和微粒形貌及元素分布情况,并对于得到的MOFs产品进行比表面积及孔径分析。最后,研究把制备量放大至上千克级别的蒸气辅助老化合成条件。通过总结蒸气辅助老化法合成MOFs材料的规律,从而指导更多的此类材的开发,使得这种方法具有普遍适用性。

结项摘要

金属-有机框架(MOFs)在气体存储及分离、催化、发光、生物医药等领域拥有巨大的潜在应用价值,是近年来化学和材料学科中的研究热点。相对于传统基于溶液法制备MOFs,蒸气辅助老化法是把经过预处理的反应原料在室温下暴露于溶剂蒸气中进行老化,在较短时间内合成具有高结晶度的MOFs。其具有简捷、能耗低、绿色环保和易大量制备的优点,是工业化制备的首选方法。我们选取了具有代表性的有机羧酸与过渡、稀土金属氧化物或金属盐混合,经过四种预研磨(预干磨,预湿磨,预盐磨和预盐湿磨)处理后,常温下置于含有溶剂蒸气的密闭容器中,利用粉末X射线衍射和SEM、TEM监测反应进程和微粒形貌及元素分布情况,并对于得到的MOFs产品进行比表面积及孔径分析。最后,研究把制备量放大至上百克级别的蒸气辅助老化合成条件。根据大量的实验发现,多数的MOFs(如连接节点为轮状双金属M2(COO)4化合物,连接节点为Zn4O(COO)6构筑单元的IRMOFs系列化合物,沸石咪唑框架(ZIFs)和MIL-101体系都可以通过温和的蒸汽辅助老化法合成得到。而且,我们还研究了MOFs在蒸汽老化条件下的反应活性研究,发现一些MOFs化合物在溶剂蒸汽熏蒸条件下可以发生相互的结构转化。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Graphene quantum dots: efficient mechanosynthesis, white-light and broad linear excitation-dependent photoluminescence and growth inhibition of bladder cancer cells
石墨烯量子点:有效的机械合成、白光和宽线性激发依赖性光致发光以及膀胱癌细胞的生长抑制
  • DOI:
    10.1039/c9dt04575a
  • 发表时间:
    2020-02-21
  • 期刊:
    DALTON TRANSACTIONS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Deng, Maojun;Cao, Xiaocong;Yuan, Wenbing
  • 通讯作者:
    Yuan, Wenbing
Manometric real-time studeis of the mechanochemical synthesis of zeolitic imidazolate frameworks
沸石咪唑酯骨架机械化学合成的测压实时研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemical Science
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Ivana Brekalo;Wenbing Yuan;Cristina Mottillo;Yuneng Lu;Yuancheng Zhang;Jose Casaban;K. Travis Holman;Stuart L. James;Frederic Durate;P. Andrew Williams;Kenneth D. M. Harris;Tomislav Friscic
  • 通讯作者:
    Tomislav Friscic
锰(Ⅱ)与5-[(蒽-9-亚甲基)-氨基]-间苯二甲酸的超分子配位聚合物的合成、表征及性能研究
  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2017.05.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹小聪;贾春梅;杨浚艺;李玉麟;袁文兵
  • 通讯作者:
    袁文兵
Reactivity Studies of Metal-Organic Frameworks under Vapor-Assisted Aging: Structural Interconversions and Transformations
金属有机框架在蒸汽辅助老化下的反应性研究:结构互变和转变
  • DOI:
    10.1002/ejic.201600907
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    European Journal of Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Tang Panjuan;Jia Chunmei;Jiang Yujie;Gong Wei;Cao Xiaocong;Yang Junyi;Yuan Wenbing
  • 通讯作者:
    Yuan Wenbing
利用氧化铜室温下水蒸气辅助老化法合成 MOF-505
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    精细化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛超超;王泽坤;邓茂君;文忠梁;左凯明;袁文兵
  • 通讯作者:
    袁文兵

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其他文献

5- 氨基间苯二甲酸与乙酸铜或 乙酸钴的机械化学反应研究
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    袁文兵
室温超快速制备HKUST-1及其对甲苯的吸附性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    精细化工
  • 影响因子:
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  • 作者:
    许锋;张文涛;黄楚雄;颜健;袁文兵;陈忻
  • 通讯作者:
    陈忻
烟酸与氧化锌或碱式碳酸锌的机械化学反应
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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基于果蝇优化算法的多工位装配序列规划
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁文兵;常亮;徐周波;古天龙
  • 通讯作者:
    古天龙

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袁文兵的其他基金

机械化学制备金属-有机框架的反应动力学研究
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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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