簇基金属-有机骨架化合物的设计合成及其催化性能研究

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基本信息

  • 批准号：
    21771101
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    郑和根
  • 依托单位：
    南京大学
  • 学科分类：
    B0102.配位化学
  • 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

Cluster-based metal-organic frameworks, the new-type porous materials with regular channel structures and unique physical and chemical properties, have attracted considerable interests by both chemists and material scientists in recent years. Cluster-based metal-organic frameworks have wide applications in areas of catalysis, biomedicine and magnetism. This research project will focus on the following new work： (1) To construct novel cluster-based metal-organic frameworks by step-by-step synthetic strategies. (2) To investigate their potential applications in catalysis, especially electrocatalysis. (3) To obtain nano-scale cluster-based metal-organic frameworks and carbon-metal composites from pyrolysis of cluster-based metal-organic frameworks, systematically study and optimize them for electrocatalysis. (4) To further study the relationship between synthesis, structures and properties of the new materials which is helpful for improving properties of new materials. This project will provide some experimental and theoretical bases for utilizing new cluster-based metal-organic framework materials.
簇基金属-有机骨架化合物是一类具有规则孔道结构和独特化学性能的新型多孔材料，近年来引起了化学家和材料学家们的广泛兴趣, 在催化、生物医药、磁性功能材料等领域得到了广泛的应用。本项目拟开展创新性研究工作的主要内容包括：（1）探索可行的分步合成策略来设计和构建新颖的簇基金属-有机骨架化合物。（2）研究簇基金属-有机骨架化合物在催化，特别是电催化领域的潜在应用。（3）合成纳米级簇基金属-有机骨架晶态材料，通过煅烧碳化制备碳-金属材料，系统研究并优化碳-金属材料的电催化性能。（4）探明合成条件、构筑模块与材料性能间的构效关系，并利用这种构效关系指导设计合成具有优良性能的簇基金属-有机骨架化合物和碳-金属材料。本项目的研究内容将为簇基金属-有机骨架化合物的应用提供实验和理论依据。

结项摘要

金属-有机框架（MOFs）具有高度有序的晶体结构、可调节的孔径、超高的比表面积和结构可设计性，在催化领域具有巨大的潜力。如何利用MOFs材料设计合成高活性、高稳定性的电催化剂是当今面临的一个挑战。本项目取得的主要成果如下：(1) 将选择的有机配体与多种次级构筑单元组装一系列新颖的MOFs，表征其晶体结构。(2) 利用这类MOFs热解的特性将其制备成金属原子高度分散的多孔金属-碳材料，研究其在氧还原、析氧反应及锌-空气电池方面的应用。(3) 重点探究微纳米结构与电催化性能之间的构效关系，最后利用理论计算进行催化机理研究。(4) 带本基金号的论文共32篇，影响因子大于10的5篇，影响因子在5~10之间的有12篇。其中Adv. Mater. 1篇；Inorg. Chem. 5篇； J. Mater. Chem. A. 2篇；Dalton Trans. 9 篇； Small 1 篇。

项目成果

期刊论文数量（32）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Molecular engineering in a family of pillared-layered metal–organic frameworks for tuning gas adsorption behavior
用于调节气体吸附行为的柱层状金属有机框架家族的分子工程
  • DOI：
    10.1039/d1dt00431j
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Dalton Transactions
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Shuai Liang;Fa-Yuan Ge;Shuang-Shuang Ren;Ming-Yuan Lei;Xiang-Jing Gao;He-Gen Zheng
  • 通讯作者：
    He-Gen Zheng
Improving the Stability and Visualizing the Structural Transformation of the Stimuli-Responsive Metal–Organic Frameworks (MOFs)
提高刺激响应金属有机框架 (MOF) 的稳定性并可视化结构转变
  • DOI：
    10.1021/acs.inorgchem.0c00349
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Xiangjing Gao;Fayuan Ge;Hegen Zheng
  • 通讯作者：
    Hegen Zheng
Two luminescent Zn(II) metal-organic frameworks for exceptionally selective detection of picric acid
两种发光 Zn(II) 金属有机骨架，用于选择性检测苦味酸
  • DOI：
    10.1016/j.inoche.2017.11.004
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Inorganic Chemistry Communications
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Pan Zhao-Rui;Shi Zhen-Zhen;Gao Xiang-Jing;Zheng He-Gen
  • 通讯作者：
    Zheng He-Gen
Novel MOF-derived hollow CoFe alloy coupled with N-doped Ketjen Black as boosted bifunctional oxygen catalysts for Zn–air batteries
新型 MOF 衍生的空心 CoFe 合金与 N 掺杂的 Ketjen Black 结合作为锌空气电池的增强双功能氧催化剂
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2021.131614
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Ren S.;Duan X.;Ge F.;Chen Z.;Yang Q.;Zhang M.;Zheng H.
  • 通讯作者：
    Zheng H.
Three metal–organic framework isomers of different pore sizes for selective CO2 adsorption and isomerization studies
用于选择性 CO2 吸附和异构化研究的三种不同孔径的金属有机骨架异构体
  • DOI：
    10.1039/d0dt00793e
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Dalton Transactions
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Rui Zhang;Ju-Hua Huang;De-Xian Meng;Fa-Yuan Ge;Li-Fei Wang;Yong-Kai Xu;Xing-Gui Liu;Mei-Mei Meng;Zhen-Zhong Lu;He-Gen Zheng;Wei Huang
  • 通讯作者：
    Wei Huang

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  • 通讯作者：
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  • 作者：
    徐涵;郑和根
  • 通讯作者：
    郑和根

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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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