高效分离CO2的离子液体/聚合物材料的分子设计

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51674234
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    张晓春
  • 依托单位：
    中国科学院过程工程研究所
  • 学科分类：
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 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

Developing new technology for efficient separation of CO2 has important strategic significance to the energy-saving emission reduction, environmental protection and optimization of energy structure. Ionic liquid-polymer mixed membrane has shown unique advantage and huge application foreground in the separation of CO2. However, at present, absence of deeply researching on the microcosmic essence for the structure/interaction and property of ionic liquid-polymer/CO2 system become to a bottleneck problem in design and synthesis. In this project, the complex structure/interaction and property of ionic liquid-polymer/CO2 system will be systematically researched by combining the molecular simulation, experiment and theory analysis. The controlling mechanism of ionic liquid-polymer mixed membrane will be revealed. The relationship between ionic liquid-polymer microstructure/interaction and CO2 separation efficiency will be established, and the design method for efficient separation of CO2 by ionic liquid/polymer material will be formed. On the basis of these, ionic liquid-polymer mixed membrane material with high permeability, selectivity and stability will be synthesized. All of these researches will provide science basis for designing ionic liquid-polymer mixed membrane material and its application in CO2 separation.
开发清洁高效分离CO2的新技术对节能减排、环境保护及能源结构优化等方面都具有十分重要的战略意义。离子液体-聚合物共混膜在分离CO2方面展现出独特优势和巨大应用前景，但目前对离子液体与聚合物的复杂结构/作用及其与分离CO2性能间的微观本质和机理缺乏系统深入的研究，成为设计制备性能优异共混膜材料的瓶颈。本项目拟通过分子模拟、实验研究和理论分析相结合的方法，对离子液体与聚合物的内部复杂结构/相互作用及其与分离CO2性能之间的关系进行深入的研究，揭示离子液体-聚合物共混膜结构的调控机制，建立离子液体-聚合物微观结构/作用与分离CO2性能间的构效关系，形成高效分离CO2的离子液体/聚合物材料的设计方法。在此基础上，设计制备1~3种渗透性和选择性高、稳定性好的离子液体-聚合物共混膜材料。本项目的开展将为离子液体-聚合物共混膜材料的设计及其分离CO2的应用提供科学基础。

结项摘要

开发清洁高效分离CO2的新技术对节能减排、环境保护及能源结构优化等方面都具有十分重要的战略意义。离子液体-聚合物共混膜在分离CO2方面展现出独特优势和巨大应用前景。本项目采用分子模拟、实验研究和理论分析方法对离子液体和聚合物及其与CO2体系进行了系统深入的研究。首先对离子液体与聚合物的微观结构和作用机理进行了研究。考察了离子液体含量、种类、烷基侧链长度，及聚合物种类对共混膜微观结构的影响，分析了离子液体与聚合物的作用方式、分布方式、氢键作用、作用能、扩散系数等，获得了离子液体与聚合物的微观结构和作用机理，揭示了离子液体-聚合物共混膜微观结构的调控机制。然后，对离子液体-聚合物与CO2体系的微观结构和作用机理进行了研究。探讨了复杂体系中不同种类、含量、烷基侧链长度的离子液体与CO2，及不同聚合物与CO2的微观作用、作用能、分布方式，计算了CO2在复杂体系中的溶剂化自由能、亨利系数、扩散性能、平均力势等，建立了离子液体-聚合物微观结构/作用与分离CO2性能间的构效关系。在此基础上，设计制备了3种分离CO2的离子液体-聚合物共混膜，测定了共混膜分离CO2的性能。上述研究工作为离子液体-聚合物共混膜材料的设计及其分离CO2的应用提供了科学基础。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
离子液体[Mmim][DMP]与DMSO/乙腈二元体系的密度和黏度
  • DOI：
    10.11949/0438-1157.20191361
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    化工学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王薪薪;周清;张晓春;张志博;吕兴梅;张锁江
  • 通讯作者：
    张锁江
Technical-environmental assessment of CO2 conversion process to dimethyl carbonate/ethylene glycol
CO2转化为碳酸二甲酯/乙二醇工艺的技术环境评价
  • DOI：
    10.1016/j.jclepro.2020.125598
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子：
    11.1
  • 作者：
    Xincheng Gu;Xiaochun Zhang;Zifeng Yang;Weifeng Shen;Chun Deng;Shaojuan Zeng;Xiangping Zhang
  • 通讯作者：
    Xiangping Zhang
水对离子液体微观结构和传输性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    过程工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭艳东;游琳琳;张晓春
  • 通讯作者：
    张晓春
Viscosity calculation of 1 ethyl 3 methyl imidazolium chloride ionic liquids based on three-body potential hydrogen bond model
基于三体势氢键模型的1乙基3甲基氯化咪唑离子液体粘度计算
  • DOI：
    10.1016/j.molliq.2018.09.035
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Kun Jiang;Xiaomin Liu;Feng Huo;Kun Dong;Xiaochun Zhang;Xiaoqian Yao
  • 通讯作者：
    Xiaoqian Yao
Theoretical studies on glycolysis of poly(ethylene terephthalate) in ionic liquids
离子液体中聚对苯二甲酸乙二醇酯糖酵解的理论研究
  • DOI：
    10.1039/c7ra13173a
  • 发表时间：
    2018-02-19
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Ju, Zhaoyang;Xiao, Weihua;Lu, Xingmei;Liu, Xiaomin;Yao, Xiaoqian;Zhang, Xiaochun;Zhang, Suojiang
  • 通讯作者：
    Zhang, Suojiang

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其他文献

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  • 作者：
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    徐建闽
白藜芦醇通过沉默调节蛋白1-解偶联蛋白2信号通路降低小鼠睾丸间质细胞TM3的氧化损伤
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    动物营养学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张晓春;陈指龙;方娟;黎陈;伍小松;杨青
  • 通讯作者：
    杨青

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张晓春的其他基金

超薄离子液体膜分离CO2的分子模拟
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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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