协同催化双活性位构筑及其用于合成气直接制乙醇的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21872101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Syngas of CO+H2 can be synergistically catalyzed to generate ethanol over bi-active centers, where the two kinds of the active centers are required to be in close contact and be in certain structure and/or state. Therefore, designing on the catalyst is a challenge. Recently, a new kind of catalyst has been found by our group, which showed very good catalytic performance and is promising for practical application, while the mechanism is unknown. The catalyst is composed of a metal which can adsorb CO dissociatively, a complex metal oxide which can form oxygen vacancies and some additives. The three kinds of components aggregate together to form aggregations in nano size, and the aggregations are dispersed on the surface of a support, such as M-LaFeO3-La2O3(M:Co、Rh)dispersed on SiO2, Co-La4Ga2O9-La2O3 dispersed on ZrO2, and so on. Our tentative studies suggest that possibly this is new kind of bi-active centers, and we have mastered the preparation technique for this kind of catalyst. In this project, the mechanism of ethanol generation from syngas and the relationship between the structure/chemical state of the bi-active centers with catalytic performance would be studied in detail and with depth. On the construction of the “aggregations”, the structure/chemical state of the bi-active centers would be tailored by adjusting the kind and content of the three components of the metal, the complex metal oxide and the additives, by adjusting the dispersion state of the metal under nanoparticle and cluster of metal atoms, and by adjusting the interaction between the components, to reveal the characters of the excellent catalysts by correlating the structure/chemical state with the catalytic performance.
合成气(CO+H2)定向合成乙醇需要由双活性位协同催化,要求双活性位紧密接触并处于特定结构或状态等,催化剂设计难度很大。申请人近期发现了一种新型催化剂具有很好的性能,有实际应用前景,但其中的原理未知。这种催化剂由可解离吸附CO的金属、可形成氧空位的复合氧化物和助剂,三者构成纳米尺寸的团聚体,该团聚体分散于载体表面。比如分散于SiO2表面的M-LaFeO3-La2O3(M:Co、Rh),分散于ZrO2表面的Co-La4Ga2O9-La2O3等。初步研究迹象显示,这很可能是一种新的双活性位组合方式。我们拥有这类催化剂的制备技术,本项目拟研究这类催化剂上生成乙醇的机理、构效关系;在所述的“团聚体”的构筑方面,通过调变金属、复合氧化物以及助剂种类,调变金属的分散状态(纳米颗粒、原子团簇等),调变组分之间的相互作用,实现对双活性位的结构和状态/性质的调控;并将其与性能关联,揭示优良催化剂的特征。

结项摘要

合成气(CO+H2)直接制乙醇(DES)需要由双活性位协同催化,要求双活性位紧密接触,催化剂设计与制备的难度很大。针对这个问题,本项目利用钙钛矿型复合氧化物(PTOs)可以限域和均匀分散诸多金属离子的性质,提出了几个新的解决思路:构筑负载型金属(Co或Rh)-氧空位组成的双活性位催化剂,其中的氧空位由钙钛矿型复合氧化物LaFeO3或复合氧化物La4Ga2O9表面上形成;将两种金属离子分散于PTOs晶格中,再经还原构筑双金属催化剂,包括Co-Ni、Co-Rh等;利用CaTiO3等PTOs与钴的相互作用,调控获得Co/Coδ+双活性位组合。研究了这些催化剂的制备化学、对DES的性能以及构效关系。基于所提出的DES催化剂设计思想,拓展应用于CO2甲烷化、CO2加氢制乙醇和CO氧化等催化剂的设计与制备,取得了良好的效果,并研究了对应的催化性能和构效关系。项目的核心贡献在于提出了如何利用复合氧化物为前驱体,构筑双活性位等复杂构成的催化剂。在国际主流期刊,发表了标注本基金资助的研究论文25篇(一区11篇,2区9篇,3区3篇,4区2篇),申请了发明专利7项,其中2项已获授权。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Self-optimized and renewable Ni–Co alloy@Co–Co2C catalyst for higher alcohols synthesis from syngas
自优化可再生Ni-Co合金@Co-Co2C合成气合成高级醇催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2022.03.192
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Pengfei Song;Jiaming Wang;Guilong Liu;Ziyang Zhang;Ningyan Li;Xitao Wang;Wei Zhou;Yuan Liu
  • 通讯作者:
    Yuan Liu
SiO2 supported highly dispersed Pt atoms on LaNiO3 by reducing a perovskite-type oxide as the precursor and used for CO oxidation
以钙钛矿型氧化物为前体,SiO2在LaNiO3上负载高度分散的Pt原子,用于CO氧化
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2019.04.041
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Catalysis Today
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Siran Zhang;Kang An;Chunyu Fang;Ziyang Zhang;Qiang Liu;Suhong Lu;Yuan Liu
  • 通讯作者:
    Yuan Liu
Nanoparticles of Rh confined and tailored by LaFeO3-La2O3 on SiO2 for direct ethanol synthesis from syngas
LaFeO3-La2O3 在 SiO2 上限制和定制 Rh 纳米颗粒,用于从合成气直接合成乙醇
  • DOI:
    10.1039/c9cy00416e
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zhong Huixian;Wang Jiaming;An Kang;Fang Kegong;Liu Yuan
  • 通讯作者:
    Liu Yuan
La-Ce-O modified Rh-LaFeO3 on SiO2 for direct ethanol synthesis from syngas
SiO2 上的 La-Ce-O 改性 Rh-LaFeO3 用于合成气直接合成乙醇
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2019.12.014
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Catalysis Today
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Huixian Zhong;Jiaming Wang;Kang An;Jie Yang;Zhi Ma;Hong Wang;Yuan Liu
  • 通讯作者:
    Yuan Liu
Highly Stable Bimetal Ni–Co on Alumina-Covered Spinel Oxide Derived from High Entropy Oxide for CO2 Methanation
用于 CO2 甲烷化的高熵氧化物衍生的氧化铝包覆尖晶石氧化物上的高度稳定双金属镍钴
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.2c03876
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuemei Liu;Xitao Wang;Huayu Sun;Ziyang Zhang;Pengfei Song;Yuan Liu
  • 通讯作者:
    Yuan Liu

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  • 作者:
    刘源;董永权;贾瑞;杨昊霖
  • 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]
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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]
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          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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