具有三维有序结构的多级孔分子筛的设计合成与构效关系研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21306151
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0803.反应工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Hierarchical zeolites are attracting considerable attentions from both academic and industrial points of view due to their promising integrated superiorities of acidic property and shape selectivity from the microporous structure of zeolites and facilitated access and improved transport benefitted from the complementary hierarchical network. However, it is subjected to the complexity of microstructure and the uncertainty of formation mechanism, which seriously hinder the application of hierarchical zeolites. Here, we propose a systematic study on oriented synthesis and structure-property relationship investigation of hierarchical zeolites with three-dimensionally ordered mesoporous-imprinted (3DOm-i) structure. An atomistic model will be built to particularly analyse the microstructure, and further employed to investigate the structure effects, especially the hierarchical network, on the performance in reactions involving bulky molecules. Confined growth method along with multiple hydrothermal treatments and seeded growth, which provides a versatile means for introducing ordered mesoporosity to zeolites with controllable topology and morphology, will be used for the synthesis, and based on the simulation results, systematical control of crystalline, hierarchical network and acidic property will be proceeded. Furthermore, the catalytic performances (rates, apparent activation energies and effectiveness factors) of 3DOm-i hierarchical zeolites will be comparable to conventional porous materials with single pore system by probe reactions involving bulky molecules, such as catalytic conversion of C4 hydrocarbons and olefin epoxidations. It can be expected that the research we propose here will not only promote the practical process of hierarchical zeolites, but also demonstrate a proven strategy in the exploitation of novel catalysts for bulky molecular reactions involved in heavy oil upgrading, coal utilization,and also biomass conversion.
具有三维有序结构的多级孔分子筛是一类适用于大分子反应的新型催化剂材料。然而,由于其结构的复杂性及形成机理的不确定性,阻碍了对其微结构解析、合成设计以及构效关系的研究,严重影响了其实用化进程。本项目拟通过建立准确的原子级模型,强化对其微观结构与大分子吸附、催化性能之间关系的理论解析,指导设计制备与结构调控;基于限制域生长法,引入多次水热生长循环与晶种二次生长,合成具有三维高度有序结构的多级孔分子筛,并根据模拟数据定向调控其晶相结构、孔结构以及酸结构;以C4烃类催化转化、大分子烯烃环氧化为特征反应,评价多级孔分子筛参与大分子反应的催化效率、剖析多级孔道的结构优势以及综合利用外表面活性位。本项目的实施不仅可以提供出一套从"功能-结构-合成"之间的关系入手,设计合成适用于大分子催化反应的新型多级孔分子筛的新方法和基础理论,还为多级孔分子筛微结构解析与定量构效关系建立提供新思路和理论依据。

结项摘要

多级孔分子筛兼具沸石分子筛晶态骨架和有序中孔分子筛大孔径传质优势,是参与VOCs气体捕集、重质油加工、煤炭转化以及生物质利用等大分子吸附、催化反应过程中的理想吸附剂和催化剂材料,本项目按照申报书中的研究计划从理论建模、合成设计和构-效关系三方面入手,对多级孔分子筛进行了系统、深入的理论与实验研究。.设计并构建多级孔分子筛(MFI纳米片层)的全原子结构模型并对其微观结构进行了原子层面上的解析;成功制备出三种结构新颖的多级孔材料(具有层状Silicalite-1外壳的中空沸石微球、三维有序多级孔的SAPO-34分子筛和具有三维有序堆积结构的二氧化硅纳米小球);对三维有序多级孔分子筛进行了晶相调控与孔结构调控,以及骨架间相互复合;通过杂原子同晶置换,合成出两种具有多级孔结构的钛硅分子筛(三维有序结构的钛硅分子筛和具有层状自柱撑结构的钛硅分子筛);将分子模拟与实验相结合,建立起多级孔分子筛参与大分子吸附/催化过程的定量构效关系,系统评价了MFI纳米片层及具有三维有序多级孔结构的BEA分子筛对有机大分子(苯和甲苯)的吸附性能,开发出了高寿命、高选择性的甲醇制烯烃催化剂(具有三维有序多级孔结构的SAPO-34分子筛)。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(0)
限制域生长法制备具有层状Silicalite-1 外壳的中空沸石微球
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈汇勇
  • 通讯作者:
    陈汇勇
Con?ned Space Synthesis of Mesoporous SilicaNanoparticles with a Three Dimensionally Ordered Close-packing Structure
三维有序密堆积结构介孔二氧化硅纳米颗粒的密闭空间合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Materials and Design
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Lu Liu;Shasha Xiang;Huiyong Chen;Xiaoxun Ma
  • 通讯作者:
    Xiaoxun Ma
Confined synthesis of silicalite-1 hollow spheres with a lamellar shell
层状壳silicalite-1空心球的限域合成
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2014.09.024
  • 发表时间:
    2015-01-15
  • 期刊:
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Chen, Huiyong;Liu, Xiaotong;Ma, Xiaoxun
  • 通讯作者:
    Ma, Xiaoxun
限制域生长法制备具有三维有序堆积结构的二氧化硅纳米小球
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王静;陈汇勇
  • 通讯作者:
    陈汇勇

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其他文献

中微双孔分子筛SBA-15的合成
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    化学反应工程与工艺
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈汇勇
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈汇勇
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    化工学报
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  • 作者:
    陈汇勇;李忠;钱宇;奚红霞;周碧红;夏启斌;吴永标
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分子筛构-效关系的分子模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工进展, 2007,26(7),914-920
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈汇勇;奚红霞*;李忠;夏启斌
  • 通讯作者:
    夏启斌

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

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          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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