面向贵金属高效利用的催化敏感结构设计、制备控制及催化选择加氢性能

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21376019
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0813.精细化工与专用化学品
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The construction of supported noble metal catalysts has been greatly emphasized, considering the efficiency and economy of noble transitional metals in industrial practical applications. The catalytic-sensing structures have shown great effects on the catalytic performance of noble metal catalysts. However, the properties of noble metal catalysts prepared by traditional impregnation method are not fully reproducible because of high surface tension of water during the subsequent drying and calcination process. Nowadays, it remains a challenge to synthesize noble metal catalysts with controllable catalytic-sensing structures for actual practical applications. Investigation on the multi-scale structures will play an important role in designing, scaling up, controlling, and optimizing chemical engineering processes. The development of protocols for the multi-scale structures of supported metal catalysts is an important topic in catalysis science and technology. The focus of this project will be on the construction of double-scale microstructure of supported noble metal catalysts such as Pd and Ru catalysts, and their catalysis applications, with the aim of investigating the characters of the double-scale structure of supported metal catalysts and the corresponding interactions between the double-scale structures. Layered double hydroxides (LDHs) are a class of synthetic anionic clays. The flexibility in composition allows LDHs with an interesting opportunity for developing new catalysts, catalyst precursors, or catalyst supports with a tailored structure-design, controlled accessibility to the catalytic sites and properties. By taking advantage of this feature it should be possible to modify the properties of supported metal catalysts by deposition of the active component on the LDHs surface, and hence fabricate the noble metal catalyst with high distribution. Porous alumina was used as a support and sole source of Al3+ for the in-situ growth of LDHs in the pores and on the surface. After a subsequent impregnation of noble metal precursor, a highly dispersed metal nanoparticles catalyst was obtained. Characterization of the resulting catalysts will be researched aimed at understanding the coordination environment of metal ions, oxidation states, and dispersion. The supported metal catalysts will be evaluated in catalyzing some selective hydrogenation reactions, such as the selective hydrogenation of pyrolysis gasoline, and the selective hydrogenation of dimethyl terephthalate to dimethyl cyclohexane-1,4-dicarboxylate. Such a systematic study of structure design, synthesis processing and applications of double-scale microstructure of noble metal catalysts may provide an evident proof for the control of atomic structure, morphology, and chemical ordering for the supported metal catalysts with the purpose of enhancing their catalytic properties and cutting cost for noble transitional metals in industrial practical applications.
本项目依据石化行业在负载型贵金属催化剂材料的高效利用及催化选择加氢方面的技术进步需求,依托于化学工程学科在复杂体系多尺度研究方面的充足积累,从负载型贵金属催化剂材料的催化敏感结构设计、制备控制及催化选择加氢性能研究中提炼出三类关键科学问题,开展相关基础研究:(1)如何根据性能来设计负载型贵金属催化剂材料的微/介尺度催化敏感结构;(2)如何实现以选择加氢性能提高为导向的催化剂材料制备过程控制;(3)催化敏感结构的调控如何影响催化剂材料的选择加氢性能。突破新型负载型钯和钌催化剂材料的关键制备技术,利用多尺度的理论计算揭示层状载体表面性质及其与金属团簇的相互作用机制,探讨微/介尺度催化敏感结构与加氢性能之间的构效关系,并研究其在裂解汽油一段选择加氢、对苯二甲酸二甲酯选择加氢等反应中的催化性能。发展2至3类重要石化加氢反应用贵金属催化剂材料,为实现化石资源的高效清洁转化提供支撑。

结项摘要

本项目依据石化行业在负载型贵金属催化剂材料的高效利用及催化选择加氢方面的技术进步需求,依托于化学工程学科在复杂体系多尺度研究方面的充足积累,从负载型贵金属催化剂材料的催化敏感结构设计、制备控制及催化选择加氢性能研究中提炼出三类关键科学问题,开展相关基础研究:(1)如何根据性能来设计负载型金属催化剂材料的微/介尺度催化敏感结构;(2)如何实现以选择加氢性能提高为导向的催化剂材料制备过程控制;(3)催化敏感结构的调控如何影响催化剂材料的选择加氢性能。突破新型负载型钯、钌、金、镍金属及合金催化剂材料的关键制备技术,利用理论计算揭示层状载体表面性质及其与金属团簇的相互作用机制,研究层状前驱体中还原气氛下金属晶体成核及生长机制,探讨微/介尺度催化敏感结构与加氢性能之间的构效关系,并考察其在裂解汽油一段选择加氢、对苯二甲酸二甲酯选择加氢、苯乙炔选择加氢等反应中的催化性能。发展几种重要石化加氢反应用金属催化剂材料,为实现化石资源的高效清洁转化提供支撑。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(14)
Preparation of Nickel-Aluminum-Containing Layered Double Hydroxide Films by Secondary (Seeded) Growth Method and Their Electrochemical Properties
二次(晶种)生长法制备含镍铝层状双氢氧化物薄膜及其电化学性能
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.5b00619
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhang Fazhi;Guo Li;Xu Sailong;Zhang Rong
  • 通讯作者:
    Zhang Rong
Template-free fabrication of hierarchically meso/macroporous architecture of layered double hydroxide by dry gel conversion method
干凝胶转化法无模板制备层状双氢氧化物的分级介孔/大孔结构
  • DOI:
    10.1007/s10971-017-4466-0
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Sol-Gel Science and Technology
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Han Jingjing;Zhang Rong;Zhang Yue;Zhang Fazhi
  • 通讯作者:
    Zhang Fazhi
Zirconium phenylphosphonate-anchored methyltrioxorhenium as novel heterogeneous catalyst for epoxidation of cyclohexene
苯基膦酸锆锚定甲基三氧铼作为环己烯环氧化的新型多相催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2014.08.065
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    He Sha;Liu Xin;Zhao Hongyue;Zhu Yue;Zhang Fazhi
  • 通讯作者:
    Zhang Fazhi
Photodeposited Pd Nanoparticles with Disordered Structure for Phenylacetylene Semihydrogenation.
无序结构光沉积钯纳米粒子用于苯乙炔半氢化
  • DOI:
    10.1038/srep42172
  • 发表时间:
    2017-02-08
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Fan Q;He S;Hao L;Liu X;Zhu Y;Xu S;Zhang F
  • 通讯作者:
    Zhang F
Facile fabrication of spherical architecture of Ni/Al layered double hydroxide based on in site transformation mechanism
基于位点转变机制轻松制备Ni/Al层状双氢氧化物的球形结构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    (代表性论文第3篇)AIChE Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Fazhi;Zhang Yue;Yue Caili;Zhang Rong;Yang Yanmin
  • 通讯作者:
    Yang Yanmin

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层状双羟基复合金属氧化物薄膜的研究进展
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    陈虹芸;徐赛龙;D.G.Evans;陈旭;段雪;张法智
  • 通讯作者:
    张法智
MgO/r-Al2O3烷氧基化催化剂制备及结构与性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    精细化工,
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张蕊;李殿卿;张法智;D.G. Evans;段雪
  • 通讯作者:
    段雪
酒石酸插层水滑石层间距的可控性研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    北京化工大学学报
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  • 作者:
    吴正;卫敏;张法智;沈军;段雪*
  • 通讯作者:
    段雪*

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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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