负载型金属单原子催化剂低温去除气态苯

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21777030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0603.大气污染与控制化学
  • 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

This proposal is to study the complete oxidation of gaseous benzene over catalytically active single metal atoms supported on doped Hollandite-type manganese oxides (HMO) at low temperatures, the objectives of which are to synthesize atomically dispersed metal catalysts and to test their catalytic performance in the low-temperature oxidation of benzene. .The main scientific issues to be solved are as follows: 1) To synthesize HMO with the framework substitution by Cu2+ and the tunnel doping of Ce4+ in order to obtain desired doping amounts and an optimal Cu2+/Ce4+ ratio. 2) To anchor single metal atoms such as Pt, Pd, Au or Ag on the surfaces of the above HMO. 3) To establish the structure-activity relationship and 4) the reaction mechanism of catalytic oxidation of benzene over the single-atom catalysts..There are four expected results: i) The doped HMO with the framework substitution by Cu and the tunnel doping of Ce will be successfully synthesized, and the optimal doping amounts of Cu2+ and Ce4+ and the Cu2+/Ce4+ molar ratio will be obtained. ii) Atomically dispersed metal (Pt, Pd, Au or Ag) catalysts will be successfully synthesized, which show high catalytic performance in the complete oxidation of benzene. iii) The structure-activity relationship in catalytic oxidation of benzene over the single-atom catalysts will be established. iv) The mechanism of the complete oxidation of benzene over the single-atom catalysts will be achieved by combining experimental data with theoretical calculations. This study is of importance to understand the complete oxidation of benzene over the supported metal catalysts at the atomic level, and it is also critical to reveal the nature of the catalytic oxidation of the typical volatile organic compounds such as benzene at low temperatures from the theoretical and practical viewpoints.
本项目为负载型金属单原子催化剂低温去除气态苯,拟合成高活性的掺杂Hollandite型氧化锰(HMO)负载贵金属单原子催化剂和研究其对苯的低温氧化性能。拟解决的科学问题:1)Cu2+和Ce4+分别对HMO的骨架和孔道定位和定量掺杂;2)在掺杂的HMO表面负载Pt、Pd、Au或Ag单原子催化剂的可控合成;3)单原子催化剂结构和对苯催化性能之间关系的建构;4)单原子催化剂上苯氧化反应的机理。预期的重要成果:i)优化出最佳的Cu2+/Ce4+掺杂比,合成定位定量掺杂高活性的HMO;ii)可控合成低温高效去除苯的金属单原子催化剂;iii)建立金属单原子催化剂在苯氧化反应中的结构-活性之间的构效关系;iv)获得金属单原子催化剂上氧化苯的反应机理。本项目对从原子水平理解负载型金属催化剂对苯的氧化性能具有重要的科学意义,对揭示催化低温氧化典型VOCs的一般普适性的规律具有重要的理论和实用价值。

结项摘要

本项目为负载型金属单原子催化剂低温去除气态苯的研究,拟探究负载型金属单原子催化剂对氧的活化和苯的氧化机理,并从原子水平理解金属单原子催化剂的氧化性能,并得出负载型催化剂对以苯为典型代表的挥发性有机污染物(VOCs)氧化的一般普适性的规律。研究成果包括:(i) 载体的筛选:发现具有丰富{001}面的钙锰矿型氧化锰纳米颗粒(HMO NP)在催化苯氧化上比HMO nanorod更具活性,为合理设计高活性过渡金属氧化物催化剂,以有效地在低温下消除苯在内的VOCs提供了策略;(ii) 载体的改性:以Cu掺杂的HMO对一氧化碳(CO)的催化氧化为例,发现Cu离子掺杂进入HMO的骨架后形成的铜锰氧化物催化剂在CO氧化中表现出了优异的性能,降低了表观活化能,其主要原因来源于掺杂铜离子和锰离子前沿轨道之间的强电子相互作用,从而加快了CO氧化和O2还原的氧化还原循环,为研究其他过渡金属混合氧化物催化剂的性能改进提供了一个合理的策略。(iii) 负载型贵金属催化剂对苯的催化研究,以Pt/CeO2对苯的催化氧化为例,发现Pt纳米粒子比单原子负载在CeO2上具有更高的活性,这为研究其他负载型贵金属的催化性能提供了参考。本项目共发表文章15篇,包括2篇Nature Communications (IF = 14.919),2篇Environmental Science & Technology(IF = 9.028),3篇Chemical communications (IF = 6.222),2篇ChemCatChem (IF = 5.686),1篇Chemistry - A European Journal (IF = 5.236),1篇Journal of Physical Chemistry C (IF = 4.126),1篇Journal of Physics and Chemistry of Solids (IF = 3.995),3篇Industrial & Engineering Chemistry Research (IF = 3.72)。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Rational Design of Alkali-Resistant NO Reduction Catalysts using a Stable Hexagonal V-Doped MoO3 Support for Alkali Trapping
使用稳定的六方 V 掺杂 MoO3 载体进行碱捕获的抗碱 NO 还原催化剂的合理设计
  • DOI:
    10.1002/cctc.201800818
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ChemCatChem
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Liu Xiaona;Gao Jiayi;Chen Yaxin;Li Chao;Chen Junxiao;Qu Weiye;Chen Xin;Ma Zhen;Tang Xingfu
  • 通讯作者:
    Tang Xingfu
FeCeOx with improved activity for catalytic reduction of NO with NH3
FeCeOx 具有改进的 NH3 催化还原 NO 活性
  • DOI:
    10.1016/j.jpcs.2020.109472
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang, Li;Wang, Junbo;Ma, Zhen
  • 通讯作者:
    Ma, Zhen
Activating Inert Alkali-Metal Ions by Electron Transfer from Manganese Oxide for Formaldehyde Abatement
通过氧化锰的电子转移激活惰性碱金属离子以消除甲醛
  • DOI:
    10.1002/chem.201704398
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chemistry - A European Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao Jiayi;Huang Zhiwei;Chen Yaxin;Wan Jing;Gu Xiao;Ma Zhen;Chen Jianmin;Tang Xingfu
  • 通讯作者:
    Tang Xingfu
Self-Prevention of Well-Defined-Facet Fe2O3/MoO3 against Deposition of Ammonium Bisulfate in Low-Temperature NH3-SCR
低温 NH3-SCR 中明确晶面 Fe2O3/MoO3 对硫酸氢铵沉积的自我预防
  • DOI:
    10.1021/acs.est.8b04621
  • 发表时间:
    2018-10-16
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Chen, Yaxin;Li, Chao;Tang, Xingfu
  • 通讯作者:
    Tang, Xingfu
Ultra-Low-Temperature Ozone Abatement on alpha-MnO2(001) Facets with Down-Shifted Lowest Unoccupied Orbitals
具有下移最低未占据轨道的 α-MnO2(001) 小平面上的超低温臭氧消除
  • DOI:
    10.1021/ac.iecr.8b03491
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Chen Yaxin;Qu Weiye;Li Chao;Chen Junxiao;Ma Zhen;Tang Xingfu
  • 通讯作者:
    Tang Xingfu

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

焙烧温度对MnOx-CeO2-WO3-ZrO2催化剂上NH3选择性还原NO的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    物理化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐幸福;乐英红;华伟明;高滋
  • 通讯作者:
    高滋
氧化还原沉淀法制备MnO_x-SnO_2催化剂及其对NO的NH_3选择催化还原性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏丽斯;唐幸福;郝吉明;李俊华
  • 通讯作者:
    李俊华
自上向下的合成策略:最大程度提高贵金属的原子利用率(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈雅欣;黄志伟;顾晓;马臻;陈建民;唐幸福
  • 通讯作者:
    唐幸福
原位XRD方法研究Al2O3负载的VOx/
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    催化学报,27(4) (2006) 324-328
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄秀敏;唐幸福;徐奕德;申文杰
  • 通讯作者:
    申文杰

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

唐幸福的其他基金

单原子-团簇协同低温高效催化去除气态苯
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
低温分解硫酸氢铵的氨选择性还原氮氧化物催化剂
  • 批准号:
    21976037
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    66 万元
  • 项目类别:
    面上项目
强抗碱金属中毒的氨选择性还原氮氧化物催化剂
  • 批准号:
    21477023
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    88.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
单原子金属催化活性中心低温完全氧化甲醛
  • 批准号:
    21277032
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
抗硫疏水性锰分子筛低温氨选择性还原氮氧化物
  • 批准号:
    21077026
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
纳米氧化锰分子筛低温去除甲醛的研究
  • 批准号:
    20977018
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    32.0 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