三维有序大孔复合金属氧化物脱硫剂的构建及水对脱硫作用行为研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21576180
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    樊惠玲
  • 依托单位：
    太原理工大学
  • 学科分类：
    B0815.能源化工
  • 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

Ultra-fine desulfurization at ambient conditions is the key for production of hydrogen from coal based syngas. Commercial techniques for hydrogen sulfide removal cannot reach the requirements due to the contradictory of sulfur capacity and precision, as well as the low utilization. The previous study showed that the metal oxide-based sorbent had great performance advantages when three-dimensionally ordered macroporous (3DOM) structure was introduced. This proposal will focus on looking for a solution to the low precision of the 3DOM sorbent in moist gas atmosphere from two points. On the one hand, the component of the zinc/iron based sorbents will be adjusted by introducing other metals. The effect of component of the sorbent on morphology, structure as well as property will be investigated and correlated to the performance, and a perfect 3DOM mixed metal oxide sorbent will be designed. On the other hand, the behaviors of the moisture and its interaction with hydrogen sulfide will be explored by tracing the adsorbed species on sorbents. The mechanism of the desulfurization in moist atmosphere then will be illuminated. The results of this study will present scientific foundations for developing new technology of deep desulfurization at ambient conditions, and contribute to theory of non-catalytic gas-solid reaction. This work will also have great significance for promoting the application of the novel 3DOM materials.
常温温和条件下超精脱硫是煤基合成气制氢等新技术的关键。现有脱硫技术存在硫容与脱除精度的矛盾，且活性组分利用率低下。前期结果表明，将三维有序大孔的新颖结构引入金属氧化物脱硫剂，可极大提高脱硫性能，显示了其在精脱硫领域所具备的巨大优势。课题组将在此基础上，从两个关键问题入手，重点解决其在水气氛中脱硫精度不理想的问题。课题将以锌/铁为主要活性组分，通过复合其它过渡金属氧化物来调节其组成，探索脱硫剂组成与其形貌、结构、性质的关系，并关联性能评价结果，构建优异的三维大孔复合金属氧化物脱硫剂；通过追踪水及硫化氢在脱硫剂上的存在物种的变化路径，明析两者的独立吸附行为及相互作用方式，获得水参与影响脱硫反应的机理。本课题研究将为常温精脱硫技术的发展提供有力的科学依据，为气固非催化反应理论做出贡献，并对推动3DOM这一新材料的应用具有重要意义。

结项摘要

常温温和条件下超精脱硫是煤基合成气制氢等新技术的关键。现有脱硫技术存在硫容与脱除精度的矛盾，且活性组分利用率低下。将三维有序大孔的新颖结构引入金属氧化物脱硫剂，可极大提高脱硫性能。课题组以锌/铁为主要活性组分，通过复合其它元素来调节其组成，探索脱硫剂组成与其形貌、结构、性质的关系，并关联性能评价结果，构建了性能优良的复合金属氧化物脱硫剂。考虑到三维有序大孔脱硫剂制备工艺复杂耗时等问题，我们通过对制备工艺进行优化，研究出了一种简单且具有普适性的溶胶凝胶制备方法制备出高性能的脱硫剂。研究还发现，在溶胶前驱液中掺入AC，一方面可改善活性相的分散性并减小晶粒，另一方面还利于引入更多的缺陷位点。这些缺陷位点通过促进水的解离和S2-离子在ZnO晶格中的固体扩散，可极大地提高脱硫剂的硫容。常温钴基脱硫剂硫容很高，主要是由于催化氧化的结果。水在ZnO表面以羟基、化学吸附水和物理吸附水三种形式存在。有水参与的脱硫反应的路径不同与无水条件，反应能垒低，反应速率更高。随着反应的不断进行，化学吸附水分子可以补充消耗的羟基，从而维持脱硫活性。物理吸附水分子会抑制在吸附有羟基的氧化锌与硫化氢反应路径上S原子吸附方式的变化，导致反应活化能的增加，从而使氧化锌的活性降低。总之，项目的研究成果为常温精脱硫技术的发展提供了有力的理论依据。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
常低温金属氧化物脱硫剂研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    天然气化工(C1化学与化工)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王健;樊惠玲;王龙江;贺恩云
  • 通讯作者：
    贺恩云
Highly porous copper oxide sorbent for H2S capture at ambient temperature
用于在环境温度下捕获 H2S 的高多孔氧化铜吸附剂
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2017.08.003
  • 发表时间：
    2017-12-01
  • 期刊：
    FUEL
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Wang, Jian;Wang, Longjiang;Wang, Zhongde
  • 通讯作者：
    Wang, Zhongde
A Computational Study of the Adsorptive Removal of H2S by MOF-199
MOF-199吸附去除H2S的计算研究
  • DOI：
    10.1007/s10904-017-0740-4
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Hongyan Zhang;Zhenrong Zhang;Chao Yang;Lixia Ling;Baojun Wang;Huiling Fan
  • 通讯作者：
    Huiling Fan
Adsorptive desulfurization with metal-organic frameworks: A density functional theory investigation
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  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2016.06.078
  • 发表时间：
    2016-11-30
  • 期刊：
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Chen, Zhiping;Ling, Lixia;Mi, Jie
  • 通讯作者：
    Mi, Jie
Critical Role of Water on the Surface of ZnO in H2S Removal at Room Temperature
ZnO 表面的水在室温去除 H2S 中的关键作用
  • DOI：
    10.1021/acs.iecr.8b03431
  • 发表时间：
    2018-10
  • 期刊：
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Yingrui Zhao;Zhenrong Zhang;Chao Yang;Huiling Fan;Jian Wang;Zhen Tian;Hongyan Zhang
  • 通讯作者：
    Hongyan Zhang

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  • 通讯作者：
    FAN Hui-ling,LIU Sheng-xin,SUN Ting,CHEN Zhao-hui,
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  • 通讯作者：
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    --
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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    樊惠玲
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    --
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    --
  • 作者：
    陈兆辉;上官炬;张立;刘生昕;孙婷;樊惠玲;CHEN Zhao-hui,SHANGGUAN Ju,ZHANG Li,LIU Sheng-xin,
  • 通讯作者：
    CHEN Zhao-hui,SHANGGUAN Ju,ZHANG Li,LIU Sheng-xin,

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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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