TS-1分子筛改性及其在环己酮氨氧化反应中的催化性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21476214
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0803.反应工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Compared with the conventional process for the production of cyclohexanone oxime, the ammoximation of cyclohexanone to produce cyclohexanone oxime over TS-1 is considered to be an effective, "green" process. However, because the catalytic activity of TS-1 is significantly limited by the mass transfer inside TS-1 crystals, TS-1 having only nano-sized crystals shows the high catalytic activity, resulting in high energy costs due to the difficulties associated with the filtration of TS-1 crystals from its synthesis mixture as well as with the separation of TS-1 as the catalyst from the reaction medium during the ammoximation. The proposed project aims at elucidating the origins that result in the mass-transfer limitations inside TS-1 crystals during the catalytic ammoximation of cyclohexanone. Consequently, a simple but effective post-treatment method will be developed to improve the mass-transfer limitations inside TS-1 crystals. The post-treated TS-1 catalyst could possess the improved mass-transfer properties, implying that TS-1 with larger crystal sizes could have the enhanced catalytic activity in the ammoximation. This could significantly reduce energy costs, due to the easy filtration of large TS-1 crystals from the synthesis mixture as well as to the easy separation of TS-1 as the catalyst from the reaction medium during the ammoximation. The ultimate goal of the proposed project is to provide some guidelines for the design, preparation, and use of TS-1 catalysts on an industrial scale.
与传统生产环己酮肟工艺相比,TS-1分子筛催化环己酮氨氧化制环己酮肟具有生产高效且环境友好的显著优点。但TS-1催化剂因受晶内传质限制,只有纳米尺寸的TS-1晶体才显示出高催化活性,然而,纳米TS-1合成过程中易造成分子筛晶体与合成液难分离,而且在反应过程中使得催化剂与反应液难分离,从而造成高能耗。本项目旨在阐明TS-1分子筛在环己酮氨氧化反应中受传质限制的原因,通过简单而有效的后处理技术来改性TS-1催化剂的传质性能。经改性的较大晶粒TS-1催化剂在环己酮氨氧化反应中不仅具有高催化活性,而且可达到合成TS-1过程中分子筛晶体与合成液易分离以及反应过程中TS-1催化剂与反应液易分离的目标,从而降低分离能耗,为TS-1工业催化剂的设计、制备及使用条件提供指导。

结项摘要

钛硅分子筛(TS-1)是一类由钛原子取代部分硅原子且具有MFI型结构的杂原子微孔沸石分子筛,它在与过氧化氢溶液组成体系的有机催化氧化反应中表现出优异的催化性能。然而,TS-1在工业应用过程中却存在小晶粒TS-1难分离、大晶粒受晶内传质限制和生产成本高等问题。.基于此,我们制备了不同晶体尺寸的TS-1分子筛,采用紫外高温技术对其进行改性并用于环己酮氨氧化反应中,阐明了导致TS-1受传质限制的原因。此外,合成了Ti-TUD-1介孔材料,并将其应用于环己酮氨氧化反应中。.对照课题任务书要求的目标,我们完成了下列指标:.1)阐明了导致TS-1受传质限制的原因:在TS-1催化环己酮氨氧化反应中,反应物分子NH3和H2O2及生成的中间体NH2OH(羟胺)与TS-1晶内存在的Si-OH基团中的OH可形成作用力较强的氢键,严重限制这些分子在TS-1孔道内的扩散;.2)采用紫外高温处理技术消除了所合成TS-1分子筛晶体的Si-OH基团,改性后的TS-1分子筛在环己酮氨氧化反应中的催化活性较改性前有了明显提高;可望解决目前工业上使用TS-1微晶所带来的技术难题,即在TS-1合成过程中造成分子筛晶体与合成液难分离和反应过程中催化剂与反应液难分离的技术问题;.3)成功制备了介孔材料Ti-TUD-1,其在环己酮氨氧化反应中表现出了较好的催化性能。.本项目的相关研究成果在第二届欧亚分子筛会议、2015沸石与微孔晶体国际研讨会、第十八届国际分子筛会议、第九届环境催化国际会议、第六届国际氧化物材料研讨会和2018沸石与微孔晶体国际研讨会上进行了学术交流;项目负责人应邀在第六届国际氧化物材料研讨会上做大会报告。申请中国发明专利3件;在国际学术期刊上发表研究论文8篇;相关深入研究论文正在整理和投递中。.项目达到了预期研究目标和预期成果要求。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Tunable catalytic properties of multi-metal-organic frameworks for aerobic styrene oxidation
多金属有机框架对苯乙烯需氧氧化的可调催化性能
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2016.04.102
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Fu, Yanghe;Xu, Lai;Fan, Maohong
  • 通讯作者:
    Fan, Maohong
A combined theoretical and experimental analysis on transient breakthroughs of C2H6/C2H4 in fixed beds packed with ZIF-7
ZIF-7固定床中C2H6/C2H4瞬时突破的理论与实验结合分析
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2015.01.019
  • 发表时间:
    2015-05-15
  • 期刊:
    MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Chen, De-Li;Wang, Ningwei;Krishna, Rajamani
  • 通讯作者:
    Krishna, Rajamani
Optimal synthesis of amino-functionalized mesoporous silicas for the adsorption of heavy metal ions
用于吸附重金属离子的氨基功能化介孔二氧化硅的优化合成
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2016.09.008
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
    MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Hao, Shiyou;Verlotta, Antonio;Zhu, Weidong
  • 通讯作者:
    Zhu, Weidong
Visible-light-induced aerobic photocatalytic oxidation of aromatic alcohols to aldehydes over Ni-doped NH2-MIL-125(Ti)
Ni掺杂NH2-MIL-125(Ti)上可见光诱导有氧光催化氧化芳香醇生成醛
  • DOI:
    10.1016/j.apcatb.2016.01.038
  • 发表时间:
    2016-06-15
  • 期刊:
    APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
  • 影响因子:
    22.1
  • 作者:
    Fu, Yanghe;Sun, Long;Zhu, Weidong
  • 通讯作者:
    Zhu, Weidong
Azine-based covalent organic frameworks as metal-free visible light photocatalysts for CO2 reduction with H2O
基于吖嗪的共价有机骨架作为无金属可见光光催化剂用于用水还原二氧化碳
  • DOI:
    10.1016/j.apcatb.2018.08.004
  • 发表时间:
    2018-12-30
  • 期刊:
    APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
  • 影响因子:
    22.1
  • 作者:
    Fu, Yanghe;Zhu, Xiaoli;Zhu, Weidong
  • 通讯作者:
    Zhu, Weidong

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球囊扩张在腹腔镜前列腺癌根治术后膀胱颈-后尿道吻合口狭窄治疗中的应用
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    张力杰;陈明;许斌;张丽华;杨瑜;朱伟东
  • 通讯作者:
    朱伟东

其他文献

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朱伟东的其他基金

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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

        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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