Au1-xM'x/3DOM MOy (M' = Pd, Pt; M = Cr, Mn, Co, Fe)的可控制备及催化CO和VOC氧化的性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21377008
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 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:
    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

Carbon monoxide and volatile organic compounds (VOCs) are pollutants to the atmosphere. Catalytic oxidation is an effective pathway to eleminate CO and VOCs, in which the catalyst is the key issue. Supported noble metal alloys (Au1-xM'x, M' = Pd, Pt) and porous transition metal oxides (MOy, M = Cr, Mn, Co, and Fe) are active for the oxidation of CO and VOCs. Using the traditional methods, however, one cannot obtain Au1-xM' with uniform particle sizes and porous MOy. Using the gas bubble-assisted polyvinyl alcohol-protected ruduction method, one can fabricate the noble metal alloys Au1-xM'x with a particle size of 2-4 nm; whereas via the hard-templating approach with poly(methyl methacrylate) or ploystyrene microspheres as template, one can prepare three-dimensionally ordered macroporous (3DOM) MOy. In this proposal, we shall adopt the hard-templating and gas bubble-assisted polyvinyl alcohol-protected ruduction methods to prepare 3DOM MOy and Au1-xM'x/3DOM MOy catalysts,respectively. A number of characterization techniques will be used to determine the physicochemical properties of the materials, and their catalytic activities for the oxidation of CO and VOCs will be evaluated. By so doing, we can elucidate the "structure-performance" relationship, clarify the involved catalytic mechanisms, and establish the corresponding catalytic reaction kinetic models. It is envisioned that the results obtained in the proposed project will provide a useful guidance on designing novel catalytic materials with high performance and developing the relevant catalytic technologies, and the utilization of such new and effective catalysts in eliminating the typical atmospheric pollutants at low temperatures will give rise to improvement in atmospheric environment quality.
CO和挥发性有机物(VOC)污染大气环境。催化法是消除CO和VOC的有效途径,催化剂是核心。负载Au1-xM'x(M' = Pd, Pt)和多孔过渡金属氧化物MOy(M = Cr、Mn、Co、Fe)对CO和VOC氧化显示催化活性。传统方法难获得粒径均匀的Au1-xM'x和多孔MOy,但采用聚乙烯醇保护的鼓泡还原法可制得粒径为2-4 nm的Au1-xM'x,而采用硬模板(如聚甲基丙烯酸甲酯等)法可制得三维有序大孔(3DOM)结构的MOy。本课题拟采用硬模板法和聚乙烯醇保护的鼓泡还原法分别制备3DOM MOy和Au1-xM'x/3DOM MOy,利用若干技术表征催化剂物化性质,研究其对CO和VOC氧化的催化行为,揭示构效关系,探明催化作用机制,建立反应动力学模型。研究结果可为新型高性能催化材料设计和相关催化技术建立提供有益指导,而新型高效催化剂应用于低温消除CO和VOC污染物则可改善大气环境。

结项摘要

经过研究三维有序大孔(3DOM)金属氧化物及负载纳米合金催化剂的可控制备、表征及其对典型挥发性有机物(VOC)和CO氧化反应的催化性能,得到如下研究成果:(1)利用硼氢化钠辅助的液相还原法制备了一系列的纳米贵金属及其合金(Au、Pd、AuPd、PtPd等),采用浸渍法将贵金属颗粒负载到具有3DOM结构的过渡金属氧化物(Co3O4及Mn2O3等)上,该系列催化剂对于CO和VOC的氧化反应显示了良好的催化活性与稳定性,这与其具有较高的吸附氧物种浓度以及合金中存在的电子转移效应有关;(2)利用聚甲基丙烯酸甲酯或者KIT-6硬模板法制备了一系列三维有序大孔复合金属氧化物(La0.6Sr0.4MnO3、CoCr2O4等)和一系列三维有序介孔金属氧化物(Mn2O3及Cr2O3等),以其为载体,负载纳米合金。该系列催化剂对于VOC和甲烷的氧化反应显示了良好的催化活性与稳定性。这与贵金属与载体之间存在的强相互作用有关;(3)利用硼氢化钠辅助的液相还原法制备了具有壳‒核结构或者异质结构的二元金属或三元金属纳米晶(Pd@Co及AuPdCo等)及其负载型催化剂。所得催化剂与传统材料相比,对典型VOC和甲烷的催化氧化性能有了较大幅度的提高,这与其具有较多的吸附氧物种、具有较好的低温还原性能以及双金属特定的几何构型等因素有关。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Insights into the active sites of ordered mesoporous cobalt oxide catalysts for the total oxidation of o-xylene
洞察邻二甲苯全氧化有序介孔氧化钴催化剂的活性位点
  • DOI:
    10.1016/j.jcat.2017.05.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Catalysis
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Xie Shaohua;Liu Yuxi;Deng Jiguang;Yang Jun;Zhao Xingtian;Han Zhuo;Zhang Kunfeng;Dai Hongxing
  • 通讯作者:
    Dai Hongxing
Au/MnOx/3DOM SiO2: Highly active catalysts for toluene oxidation
Au/MnOx/3DOM SiO2:用于甲苯氧化的高活性催化剂
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Applied Catalysis A: General
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huanggen Yang;Jiguang Deng;Shaohua Xie;Yang Jiang;Yuxi Liu;Hongxing Dai;Chak Tong Au
  • 通讯作者:
    Chak Tong Au
Mn3O4-Au/3DOM La0.6Sr0.4CoO3: High-performance catalysts for toluene oxidation
Mn3O4-Au/3DOM La0.6Sr0.4CoO3:高性能甲苯氧化催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2016.05.012
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    Catalysis Today
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Yang Jiang;Shaohua Xie;Huanggen Yang;Jiguang Deng;Yuxi Liu;Hongxing Dai
  • 通讯作者:
    Hongxing Dai
Mesoporous Cr2O3-supported Au-Pd nanoparticles: High-performance catalysts for the oxidation of toluene
介孔 Cr2O3 负载的 Au-Pd 纳米颗粒:用于甲苯氧化的高性能催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2015.11.061
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Microporous and Mesoporous Materials
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wu Zhixing;Deng Jiguang;Xie Shaohua;Yang Huanggen;Zhao Xingtian;Zhang Kunfeng;Lin Hongxia;Dai Hongxing;Guo Guangsheng
  • 通讯作者:
    Guo Guangsheng
Preparation and catalytic performance of Ag, Au, Pd or Pt nanoparticles supported on 3DOM CeO2-Al2O3 for toluene oxidation
3DOM CeO2-Al2O3 负载 Ag、Au、Pd 或 Pt 纳米粒子的制备及其催化甲苯氧化性能
  • DOI:
    10.1016/j.molcata.2015.12.010
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Huanggen;Deng Jiguang;Liu Yuxi;Xie Shaohua;Wu Zhixing;Dai Hongxing
  • 通讯作者:
    Dai Hongxing

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其他文献

Rh-Au/-Al2O3三效纳米催化剂的制备与表征
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span style=font-family:宋体;font-size:10.5pt;用于消除挥发性有机物的有序多孔金属氧化物催化剂的研究进展/span
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  • 通讯作者:
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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]
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          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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