重质油定向构筑高性能纳米碳材料

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1662113
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B08.化学工程与工业化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Crude oil becomes heavier and heavier, and the proportion of heavy oil in crude oil is above 50%, thus bring a big challenge for current oil refinery. How to make effective use of heavy oil to produce value-added products such as functional carbon materials including graphene and carbon fibers for energy storage and conversion remains a big challenge. It is well known that there exist strong π-π interactions between highly condensed polycyclic aromatic molecules in heavy oil, which is a bottle-neck key issue that hinders the efficient conversion and utilization of heavy oil to functional carbon materials with tuned structure and properties for applications such as energy storage. Our previous yet preliminary work has demonstrated that the reactivity, wettability and rheological properties of heavy oil can be improved by partially saturating the polycyclic aromatic molecules in the heavy oil. This project aims to develop novel strategies to effectively convert and upgrade heavy oil by catalytic hydrogenation of heavy oil under mild conditions to produce high quality petroleum-based light oil, and.hydrogenated aromatics with tuned structures and properties. The interations between the polycyclic aromatic molecules, sovlents and catalysts under the real conditions in fixed-bed reactor will be studied in detail. With heavy oil and the as-made hydrogenated samples as precursors, the bottom-up strategies including template surface induction and electrolytic method will be explored to develop new processes for the controlled synthesis of high-performance carbon materials for energy storage. These efforts will help to shed a new light on the kinetic and thermodynamic nature of catalytic hydrogenation and crossing-linking reactions of polycyclic aromatic molecules in heavy oil, leading to new methods for the large scale production of high-performance carbon materials with tuned structure and properties, and to lay a solid foundation for efficient utilization of heavy oil to produce high value-added nanocarbon materials.
随着原油的不断重质化,重质油在我国原油中的比例已高达50%,对我国目前的石油加工技术形成了巨大挑战,如何实现数以亿吨计重质油的高附加值利用是一个急需解决的重大课题。其中,合成高性能碳材料是其高附加值绿色化利用的一个重要方向,但是,高缩合度和高芳香性分子结构所引起的强π-π作用阻碍/限制了重质油的高效可控转化利用。本项目将研究重质油梯级转化的新技术策略,发展重质油固定床加氢新技术;通过固定床缓和加氢,将重质油转化为适度饱和的稠环芳烃以降低分子间作用力,提高其反应性、润湿性和流变性,以加氢精制重质油为原料,基于自下而上的技术策略,采用模板表界面诱导、催化交联及电解等策略在分子层面实现高性能纳米碳材料的靶向制备;诠释稠环芳烃分子催化加氢、催化交联反应热力学与动力学本质,建立高性能碳材料的定量制备新方法,解析碳材料物理化学结构与性能之间的内在构-效关系,为重质油的高附加值绿色化利用奠定理论基础。

结项摘要

重质油在我国原油中的比例已高达50%,如何实现数以亿吨计重质油的高附加值利用是一个急需解决的重大课题,合成高性能碳材料是其高附加值绿色化利用的一个重要方向。本项目研究了重 质油梯级转化的新技术策略,通过萃取或热处理,将重质油分离/转化为适度饱和的稠环芳烃以降低分子间作用力,提高其反应性、润湿性和流变性;基于自下而上的技术策略,采用模板表界面诱导、催化交联及电解等策略在分子层面实现高性能纳米碳材料的靶向制备;建立了碳点、石墨烯类多孔碳、沥青树脂等高性能碳材料的定量制备新方法,解析了碳材料物理化学结构与性能之间 的内在构-效关系,为重质油的高附加值绿色化利用奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(0)
专利数量(11)
Template-free synthesis of coral-like ntrogen-doped carbon dots/Ni3S2/Ni foam composites as highly efficient electrodes for water splitting
无模板合成珊瑚状氮掺杂碳点/Ni3S2/泡沫镍复合材料作为高效水分解电极
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Carbon
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Yuan Rao;Hui Ning;Xiao Ma;Yang Liu;Yang Wang;Hui Liu;Jialiang Liu;Qingshan Zhao;Mingbo Wu
  • 通讯作者:
    Mingbo Wu
Preparation of carbon nanosheets from petroleum asphalt via recyclable molten-salt method for superior lithium and sodium storage
通过可回收熔盐法从石油沥青中制备碳纳米片以实现优异的锂和钠存储
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2017.06.086
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    CARBON
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Wang, Yixian;Wang, Yuwei;Qiu, Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu, Jieshan
Sulfur bridges between Co9S8 nanoparticles and carbon nanotubes enabling robust oxygen electrocatalysis
Co9S8 纳米粒子和碳纳米管之间的硫桥可实现强大的氧电催化
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2018.12.031
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Carbon
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Wang Jialin;Liu Hui;Liu Yang;Wang Wenhang;Sun Qian;Wang Xiaobo;Zhao Xinyu;Hu Han;Wu Mingbo
  • 通讯作者:
    Wu Mingbo
Robust NiCoP/CoP Heterostructures for Highly Efficient Hydrogen Evolution Electrocatalysis in Alkaline Solution
坚固的 NiCoP/CoP 异质结构用于碱性溶液中高效析氢电催化
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b00592
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu, Hui;Ma, Xiao;Wu, Mingbo
  • 通讯作者:
    Wu, Mingbo
Synthesis of SiO2 @ carbon-graphene hybrids as anode materials of lithium-ion batteries
SiO2@碳-石墨烯杂化物的合成作为锂离子电池负极材料
  • DOI:
    10.1016/s1872-5805(17)60124-0
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    New Carbon Materials
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Linghong Yin;Mingbo Wu;Yanpeng Li;Guiliang Wu;Yuankun Wang;Yang Wang
  • 通讯作者:
    Yang Wang

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其他文献

聚阴离子化合物在固态电解质中的应用研究进展
  • DOI:
    10.1016/s1872-5805(22)60588-2
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张思雨;李跃然;邢涛;刘海燕;刘昭斌;李忠涛;吴明铂
  • 通讯作者:
    吴明铂
TiO_2禁带宽度和光吸收系数对其光催化性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴明铂
水热法硼磷改性多孔炭及其电化学性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘军;吴文婷;郭宁;吴明铂
  • 通讯作者:
    吴明铂
TiO_2/Ti及其改性处理聚乙二醇模拟废水
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    环境工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴明铂
热压成型制备高性能玉米芯基生态炭
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    武汉科技大学学报( 自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴明铂
  • 通讯作者:
    吴明铂

其他文献

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吴明铂的其他基金

重质油基高性能储能碳材料的构筑
  • 批准号:
    22138013
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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酞菁修饰Cu2O/重质油基碳纳米片高效电催化CO2制乙醇
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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