气相团簇法探究铑-稀土氧化物催化剂对汽车尾气中有害气体小分子的作用机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21773073
  • 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:
    B0306.光化学与光谱学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Rare-earth based three-way catalysts (TWCs) have attracted significant interest and become the focus of researchers in recent years in order to reduce or even replace the noble metals contained in TWCs which are mainly used for automobile exhaust purification; at the same time, it is of great importance to understand the interaction mechanism between those catalysts and small molecules in the harmful automobile exhaust, which can assist researchers to design more efficient TWCs with high activity, high heat-stability, high selectivity and controllability. With Rh - rare earth oxide clusters as the studied model, this project intends to employ the art of gas phase clusters by combining the experimental tools such as laser ablation, ion-trap reactor, time-of-flight mass spectroscopy and theoretical methods such as density functional theory to study the adsorption, activation and conversion of small molecules including CO, HC and NOx on the target clusters. By investigating the electrical structures and active sites of the clusters with different size and composition, the mutual interaction between supported part Rh and the rare earth oxide support will be explored on the molecular level, which can help us to comprehend the influence of the cluster structure on the reaction activity. These studies will provide scientific basis to design rare-earth based catalysts.
为减少甚至取代用于汽车尾气净化的三效催化剂TWCs(Three-Way Catalysts)中贵金属的使用,基于稀土元素的TWCs成为研究者重点关注和研发对象;同时,认清催化剂对汽车尾气中有害气体小分子的作用机理对设计高活性、高热稳定性、高选择性、可调控的TWCs具有重要意义。本项目拟采用气相团簇法,以铑-稀土形成的异核氧化物团簇为模型,利用量子理论方法预测出具有活性的团簇,采用激光溅射、离子阱反应器、飞行时间质谱等实验手段测量CO、HC及NOx在团簇上的吸附、活化和转换,并与理论预测相互验证,从分子层次上探究催化剂的被担载部分(Rh)与担载部分(稀土氧化物)之间的相互作用,不同尺寸及比例的Rh-稀土氧化物团簇的电子结构及活性位点,得到团簇结构、组成与其反应活性的依赖关系,为理性设计稀土催化剂提供科学依据。

结项摘要

为减少甚至取代用于汽车尾气净化的三效催化剂TWCs(Three-Way Catalysts)中贵金属的使用,基于过渡金属元素的TWCs成为研究者重点关注和研发对象;同时,认清催化剂对汽车尾气中有害气体小分子的作用机理对设计高活性、高热稳定性、高选择性、可调控的TWCs具有重要意义。本项目拟采用气相团簇法,以贵金属-过渡金属形成的异核氧化物团簇为模型,利用量子理论方法预测出具有活性的团簇,采用激光溅射、离子阱反应器、飞行时间质谱等实验手段测量CO、HH及NOx在团簇上的吸附、活化和转换,并与理论预测相互验证,从分子层次上探究催化剂的被担载部分(贵金属)与担载部分(异核过渡金属氧化物)之间的相互作用,不同尺寸及比例的贵金属-过渡金属氧化物团簇的电子结构及活性位点,得到团簇结构、组成与其反应活性的依赖关系,为理性设计汽车尾气催化剂提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
CO Oxidation Catalyzed by the Neutral Cluster IrAl2O8 with Iridium in a High Oxidation State of VI
VI 高氧化态中性团簇 IrAl2O8 与铱催化 CO 氧化
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.0c01562
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ou Shu-Hua;Chen Jiao-Jiao;Li Xiao-Na;Ma Tong-Mei;He Sheng-Gui
  • 通讯作者:
    He Sheng-Gui
Experimental and Theoretical Study on the False Positive of Monomethyltin Determination in Toys Based on Gastric Juice Migration
基于胃液迁移的玩具中一甲基锡测定假阳性的实验与理论研究
  • DOI:
    10.1155/2020/1975471
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    International Journal of Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Lina Huang;Tongmei Ma
  • 通讯作者:
    Tongmei Ma
场发射扫描电镜条件对几种特殊样品形貌的影响
  • DOI:
    10.16791/j.cnki.sjg.2020.02.012
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    实验技术与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阮涛;马彤梅
  • 通讯作者:
    马彤梅
Noble-Metal-Free Single-Atom Catalysts CuAl4O7–9- for CO Oxidation by O2
无贵金属单原子催化剂 CuAl4O7−9 用于 O2 氧化 CO
  • DOI:
    10.1002/anie.201807056
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Angew. Chem. Int. Ed.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zou Xiu Ping;Wang Li Na;Li Xiao Na;Liu Qing Yu;Zhao Yan Xia;Ma Tong Mei;He Sheng Gui
  • 通讯作者:
    He Sheng Gui
Aluminum Foil Lattice Method for Characterizing Performance of Bath-Type Ultrasonic-Assisted Extraction Equipment
铝箔格子法表征浴式超声辅助提取设备的性能
  • DOI:
    10.5740/jaoacint.18-0139
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of AOAC International
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Zhibang Chen;Tongmei Ma
  • 通讯作者:
    Tongmei Ma

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基于QuEChERS-HPLC法检测油炸食品中丙烯酰胺的含量
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  • 发表时间:
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    应用化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕伟;陈奇丹;马彤梅
  • 通讯作者:
    马彤梅

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

        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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