一步热分解法制备介孔金属复合氧化物及催化氧化挥发性有机物性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21676028
  • 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:
    B0816.资源、环境与生态化工
  • 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

Compared with the supported noble metal catalysts, base metal oxides are considered as a kind of cheap material with high efficiency for the removal of volatile organic compounds (VOCs). Compared with bulk materials, porous materials possess larger specific surface area, benefit the diffusion, adsorption and desorption of VOCs, inhibit the catalyst deactivation due to carbon deposition and poisoning, and exhibit much better low-temperature catalytic performance. However, it is hard to directly and rapidly prepare mesoporous metal oxides in a large scale via the traditional methods. In the present study, we try to develop a facile method, i.e. one step thermal decomposition method, for the preparation of mesoporous metal composite oxides. We will investigate the composition and molar ratio of assistant agent (e.g. citric acid, glucose, starch, silk, and activated carbon) and metal precursor (e.g. nitrate or oxalate of Ce, Zr, Cr, Co, Mn, Ni, and Fe), and calcination conditions (e.g. calcination temperature, heating rate, holding time, calcination atmosphere) on the physicochemical properties of the as-obtained mesoporous metal composite oxides. We will evaluate their catalytic performance for the removal of VOCs. On the basis of various characterizations, we will elucidate the “structure-performance” relationship, clarify the involved catalytic mechanisms, and establish the catalytic kinetic models. It is believed that the results obtained in the proposed project will provide a useful guidance on development of highly efficient catalysts for the removal of VOCs.
与负载型贵金属催化剂相比,非贵金属氧化物是有效消除挥发性有机物(VOCs)的低廉催化材料。跟体相材料相比,多孔材料具有更大的比表面积,利于VOCs扩散、吸附和脱附,有效克服积碳和中毒引起的催化剂失活,显著提高低温催化氧化VOCs性能。然而传统方法难以直接、快速、批量制得介孔金属复合氧化物。本项目中我们拟发展一种普适性强的介孔金属复合氧化物的制备方法——一步热分解法。重点研究柠檬酸、葡萄糖、淀粉、蚕丝、活性炭等辅助剂与金属(Ce、Zr、Cr、Co、Mn、Ni、Fe)硝酸盐或草酸盐等前驱体的组成与配比,焙烧条件(焙烧温度、升温速率、保温时间、焙烧气氛)等对介孔金属复合氧化物物化性质的影响;拟评价所得材料消除多组分VOCs的催化氧化性能。基于多种表征结果和催化消除VOCs的性能,研究催化反应机理,揭示催化氧化作用机制,构建性能和物化性质之间的构效关系,为开发高效环境催化材料提供理论和实践指南。

结项摘要

探索了介孔金属氧化物MnO2、NiO、Cr2O3、Co3O4,以及Ce-Co、Ce-Mn、Ce-Cr、Zr-Co、Zr-Mn和Zr-Cr系列介孔金属复合氧化物催化剂的一步直接热分解的制备方法,发现在柠檬酸、葡萄糖和柞蚕丝素粉辅助下的热分解过程,可以得到蠕虫孔状介孔金属(复合)氧化物。受金属无机源的组成及其配比,升温速率、分解气氛等热分解条件的影响,可以制备孔径可调的介孔金属(复合)氧化物或者固溶体复合氧化物。以硬模板氧化硅辅助的纳米复制过程可以制备呈有序孔道结构的介孔材料。研究了催化氧化典型VOCs的性能和水份的影响,估算了反应的活化能。同时对比研究了分解法与水热法、沉淀法和浸渍法的异同。发现Ce和Zr组分的引入可以促进过渡金属氧化物的分散,丰富催化剂吸附氧和晶格氧物种,改善催化剂的氧化还原性能以及物种间的协同作用,利于催化氧化去除VOCs。

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(2)
负载型Pt-Fe/SiO2催化剂催化环己烷一步氧化制己二酸
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工业催化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵岩;朱雪娇;任冬梅;夏云生;包德才
  • 通讯作者:
    包德才
Preparation methods of CoxZr1-xO2 catalysts and their properties of oxidizing toluene and formaldehyde
CoxZr1-xO2催化剂的制备方法及其氧化甲苯和甲醛的性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chinese Journal of Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Gao Zicheng;Liu Jing;Ren Zhibo;Sun Xiao;Xia Yunsheng
  • 通讯作者:
    Xia Yunsheng
水对3Si-5P-3Mg-ZSM-5催化甲苯甲醇烷基化反应性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    石油炼制与化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵岩;马新会;任冬梅;夏云生;郭新闻
  • 通讯作者:
    郭新闻
Fabrication of ternary AgBr/BiPO4/g-C3N4 heterostructure with dual Z-scheme and its visible light photocatalytic activity for Reactive Blue 19
双Z型三元AgBr/BiPO4/g-C3N4异质结构的制备及其对活性蓝19的可见光光催化活性。
  • DOI:
    10.1016/j.envres.2020.110260
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL RESEARCH
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Li, Yuzhen;Li, Zhen;Gao, Lizhen
  • 通讯作者:
    Gao, Lizhen
Au-Pd/MnO2纳米催化剂消除挥发性有机物
  • DOI:
    10.13831/j.cnki.issn.1673-0569.2017.02.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    渤海大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏云生;夏璐;包德才;邓积光
  • 通讯作者:
    邓积光

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其他文献

三维有序介孔和大孔过渡金属氧化物的硬模板制备及催化应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    无机盐工业
  • 影响因子:
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  • 作者:
    戴洪兴;邓积光;夏云生;张汝珍;张磊
  • 通讯作者:
    张磊
类球状和棒状Eu_2O_3和SM_2O_3纳米粒子的合成与表征
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    夏云生;何洪;戴洪兴
  • 通讯作者:
    戴洪兴
高比表面积介孔Cr2O3:制备及高效催化氧化去甲苯
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    无机化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晶;夏云生;包德才
  • 通讯作者:
    包德才
Sensing of phosphate based on Europium (III)-induced energy transfer in nominally single-sized CdTe QD samples with intrinsically broadened size distributions
基于铕 (III) 诱导的能量转移的名义上单一尺寸 CdTe QD 样品中的磷酸盐传感,其尺寸分布本质上较宽
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Scientia Sinica Chimica(中国科学)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘玫瑰;朱昌青;夏云生;曹明;曹春
  • 通讯作者:
    曹春
金纳米复合材料:制备、性质及其癌症诊疗应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    凌云云;夏云生
  • 通讯作者:
    夏云生

其他文献

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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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