由锆系MOFs可控制备硫酸化氧化锆及其杂化材料的方法与Friedel-Crafts反应催化性能的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21503024
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

As a solid superacid catalyst, sulfated zirconia (SZ) is widely used for many catalytic applications, and much interest has been put on the synthesis and modification of SZ for both scientific and practical purposes. However, traditional SZ, which is produced via precipitation, should be improved in several aspects, such as reproducibility, loading amounts of sulfate species, mass transfer efficiency and chemical stability. This proposed research will be focused on the synthesis of SZ from zirconia based metal-organic frameworks (MOFs) and the mechanism of conversion from MOFs to SZ. As the precursors of SZ, Zr based MOFs have the following advantages, such as good reproducibility, uniform size of zirconia nanoclusters and tunable composition and porous structure, and high surface areas, etc. These new precursors can enhance the loading amounts of sulfate species, reduce mass transfer resistance and improve the stability of SZ. The particle size and morphology, as well as the pore structure of SZ will be finely controlled to provide more exposed acid sites and improve mass transfer rates. The uniform hybrid materials of SZ and carbon will be synthesized with Zr based MOFs, which has the organic and inorganic portions distributed uniformly in the frameworks on molecular levels. Due to the presence of carbon materials, the surface of hybrid catalysts will be more hydrophobic, as well as the reaction stability of SZ. The SZ catalysts will then be tested in Friedel-Crafts acylation and benzoylation reactions with two kinds of aromatic compounds as substrates. The relationship between the pore structure, particle morphology, surface properties of SZ and the acid catalytic performance will also be discussed. The proposed research will provide a new method in synthesis of metal-oxide based solid acids.
作为用途广泛、性能优越的固体超强酸,硫酸化氧化锆(SZ)具有重要的科学和应用研究价值。传统沉淀法制备的SZ在重复性、活性组分担载量、活性位暴露程度和稳定性等方面有待改进。本项目拟采用锆系金属有机框架聚合物(MOFs)为前驱体,利用MOFs制备重复性好、比表面积大、氧化锆团簇均一可调变的特点,开发制备高效SZ的新方法,以达到提高SZ活性组分担载量、降低SZ传质阻力和提高催化剂稳定性的研究目标,揭示MOFs制备SZ的合成机理。调变SZ的孔道结构和形貌、粒径,提高催化剂活性位暴露程度和传质速率。利用MOFs中有机和无机组分分布均匀的特点,实现SZ与碳材料的均一杂化,创造疏水微环境以提高催化剂稳定性。以双芳香类底物的Friedel-Crafts芳基化和酰基化反应作为模型反应,建立SZ的催化性能同结构、形貌、表面性质间的构效关系。本研究将为可控制备高性能金属氧化物类固体酸催化剂提供新的思路。

结项摘要

酸碱催化反应在现代化工中占据着重要地位,以多孔的固体酸(碱)代替传统的均相液体酸(碱),可以避免腐蚀设备和环境污染等缺点,同时可以精确调控固体催化剂的孔道结构和表面性质,改进其催化性能。不同于传统的浸渍法和共沉淀法,本研究以锆系MOFs为前驱体,制备出高效的氧化锆基多孔固体酸(碱),并且系统研究了催化剂的制备方法同结构效能之间的关系。.以UiO-66为前驱体,通过双溶剂浸渍的方法,制备出客体物种均匀分布的多孔WZ型固体酸催化剂(担载氧化钨的氧化锆)。通过调变偏钨酸铵的担载量,可以制备出表面担载有高度暴露的氧化钨团簇的多孔氧化锆,而WZ催化剂的酸量和催化性能直接决定于其表面担载的钨物种的状态。本方法制备的WZ同传统的氢氧化锆法制备的WZ相比,具有更高的酸量和催化活性,这得益于UiO-66前驱体的高比表面积。.通过双步煅烧的方法,以担载KNO3的UiO-66为前驱体,制备出多孔的KZ型固体碱(担载钾物种的氧化锆)。将KNO3@UiO-66首先转化为碳杂化的KZ材料,将UiO-66的有机组分转化为碳层以保护和支撑氧化锆骨架。这些碳基体可以作为介孔模板,同时加强介孔KZ的结构,提高抗碱能力防止骨架坍塌。由于比表面积的增加和碱中心的高度暴露,介孔KZ的反应速率优于KNO3@UiO-66通过单步煅烧合成的无孔对应物。与用传统的氢氧化锆作为前体制备的KZ相比,所得的介孔KZ也表现出优异的催化性能。.综上所述,以锆系MOFs为前驱体,通过改变制备条件,成功制备出了高孔隙率和活性组分高度暴露的氧化锆型固体酸(碱),同时研究了催化剂性能同结构组成之间的关系,进而通过调控制备条件来精确控制催化剂的结构性能,为开创一条新的可控制备性质可调的固体氧化物型催化剂拓展了思路,进行了前瞻性研究。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
MOF derived mesoporous K-ZrO2 with enhanced basic catalytic performance for Knoevenagel condensations
MOF 衍生的介孔 K-ZrO2 具有增强的 Knoevenagel 缩合基本催化性能
  • DOI:
    10.1039/c7ra12378g
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    wang peng
  • 通讯作者:
    wang peng
Versatile design and synthesis of mesoporous sulfonic acid catalysts
介孔磺酸催化剂的多功能设计与合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Wang Peng
  • 通讯作者:
    Wang Peng
MOF-Derived Tungstated Zirconia as Strong Solid Acids toward High Catalytic Performance for Acetalization
MOF 衍生的钨酸锆作为强固体酸,具有高催化性能的缩醛化作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wang Peng
  • 通讯作者:
    Wang Peng

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃热处理过程中变形机理的研究
CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃加热过程力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶升;王鹏;刘平安;曾令可
  • 通讯作者:
    曾令可
多元收费方式下的高速公路收费站车道数优化研究
  • DOI:
    10.1016/j.marpol.2015.12.027
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨涛;王鹏;朱季萍;赵建东
  • 通讯作者:
    赵建东
认证加密的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    信息安全研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鹏;刘刚
  • 通讯作者:
    刘刚
基于可信可控网络的流量工程与覆盖网路由的合作博弈模型
  • DOI:
    10.1007/s40610-015-0022-2
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鹏;罗军舟;李伟;曲延盛;于枫
  • 通讯作者:
    于枫
燃煤烟气中单质汞吸附与氧化机理研究进展
  • DOI:
    10.1016/j.jebo.2018.09.001
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    睢辉;张梦泽;董勇;王鹏
  • 通讯作者:
    王鹏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王鹏的其他基金

高自由度的低共熔溶剂微环境反应器的构筑和水油界面烷基化反应性能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码