Au-TiO2模型催化剂表界面的原位电子显微学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51801182
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0101.金属材料设计、计算与表征
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Since the catalytic property of catalyst depends on its surface and interface structures, to explore the interaction between surface/interface of catalyst and external environments is of great importance to understand the catalytic mechanism. Due to its excellent catalytic performance in CO oxidation reaction, TiO2–supported Au (Au-TiO2) catalyst has drawn great attentions. In the past decades, tremendous advances have been made in this model catalytic reaction, however the underlying catalytic mechanism remains controversial. A critical issue is that both the Au-TiO2 interface interaction, and the interaction between Au-TiO2 surface/interface and external environment are poorly understood. Herein, through spherical aberration-corrected transmission electron microscopy, environmental transmission electron microscopy and atmospheric pressure gas holder, this project aims to investigate the interaction mechanism between external environments and different surface/interface structures of Au-TiO2. In addition, the fundamental catalytic mechanism will be explored under the real catalytic reaction environments, through simultaneously monitoring the catalytic performance and surface/interface structure, composition, valence state evolution of Au-TiO2 catalysts. It is anticipated this project will not only help in understanding catalytic mechanism at the atomic and molecular level, which provide valuable information for designing high-performance catalyst, but also pave the way for future in situ surface/interface studies of other catalyst systems.
催化剂的表界面与其催化性能密切相关,因此研究催化剂表界面与外场环境的相互作用,对理解催化机理至关重要。Au-TiO2负载型催化剂以其优异的催化CO氧化性能引起广泛关注,近三十年关于这一经典体系有大量成果发表,但学术界关于其催化机理还存在很多争议。一个关键的原因是对Au和TiO2载体之间的相互作用机制及Au-TiO2表界面与反应气体的相互作用机制的认知还不充分。本项目拟通过球差矫正透射电镜、环境透射电镜及刚刚兴起的大气压样品杆技术,从结构视角梳理Au-TiO2体系一系列复杂的表界面构型与外场环境的相互作用机制;并通过质谱系统在原位观察催化反应的同时检测催化性能,揭示真实反应条件下Au-TiO2表界面原子结构演变、化学成分及价态变化与催化性能之间的内在联系。本项目不仅有助从原子、分子水平理解催化机理,为设计优异的催化剂提供有价值的信息,也为其他复杂催化剂体系在真实反应环境下的原位研究提供借鉴。

结项摘要

在气氛环境下原位探索催化材料表界面的结构演变对于理解催化反应机制和设计高性能催化材料具有重要意义。本项目利用环境透射电镜等原位电子显微学技术,在原子尺度气氛环境下对Au-TiO2模型催化剂表界面结构的动态结构演变进行了系统研究。原位研究了TiO2 (001)表面在不同环境下的热稳定性规律,在透射电镜中实现了对TiO2 (001)表面活性位点上吸附和反应分子的成像,给出了其表面活性位点的原子级直接实验证据;原位揭示了Au-TiO2催化剂表界面原子结构与其金属-载体相互作用的联系,揭示了其晶面依赖的烧结行为;揭示了Au-TiO2催化剂气氛依赖的烧结机制;在催化CO氧化反应环境中原位揭示了Au-TiO2 (001)催化剂界面活性位点的可逆转动行为,并据此实现了在反应环境下对Au-TiO2界面活性位点的原子级别原位调控。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Recent Progresses on Structural Reconstruction of Nanosized Metal Catalysts via Controlled-Atmosphere Transmission Electron Microscopy: A Review
可控气氛透射电子显微镜纳米金属催化剂结构重建的最新进展:综述
  • DOI:
    10.1021/acscatal.0c03335
  • 发表时间:
    2020-12-18
  • 期刊:
    ACS CATALYSIS
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Tang, Min;Yuan, Wentao;Wang, Yong
  • 通讯作者:
    Wang, Yong
Surface study of the reconstructed anatase TiO2 (001) surface
重建锐钛矿型 TiO2 (001) 表面的表面研究
  • DOI:
    10.1016/j.pnsc.2020.11.002
  • 发表时间:
    2021-04-09
  • 期刊:
    PROGRESS IN NATURAL SCIENCE-MATERIALS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li, Guanxing;Fang, Ke;Wang, Yong
  • 通讯作者:
    Wang, Yong
In Situ Resolving the Atomic Reconstruction of SnO2 (110) Surface
原位解析 SnO2 (110) 表面的原子重构
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.1c02501
  • 发表时间:
    2021-08-19
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Li, Guanxing;Li, Songda;Wang, Yong
  • 通讯作者:
    Wang, Yong
Elucidation of Active Sites for CH4 Catalytic Oxidation over Pd/CeO2 Via Tailoring Metal-Support Interactions
通过定制金属-载体相互作用阐明 Pd/CeO2 上 CH4 催化氧化的活性位点
  • DOI:
    10.1021/acscatal.1c00839
  • 发表时间:
    2021-04-26
  • 期刊:
    ACS CATALYSIS
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Chen, Shiyuan;Li, Songda;Wang, Yong
  • 通讯作者:
    Wang, Yong
Array of single crystalline anatase TiO2 nanotubes with significant enhancement of photoresponse
单晶锐钛矿型 TiO2 纳米管阵列显着增强光响应
  • DOI:
    10.1016/j.pnsc.2021.06.003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Progress in Natural Science:Materials International
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qiu Lvchao;Fang Ke;Li Yubo;Huang Shutao;Li Guanxing;Li Songda;He Hu;Yuan Wentao;Yang Hangsheng;Tian Wei;Wang Yong
  • 通讯作者:
    Wang Yong

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多发性骨性连接综合征大家系的临床观察及遗传学研究
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几种典型负载型贵金属催化剂在气氛环境下表界面重构的环境电子显微学研究
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  • 项目类别:
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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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