绿色路线合成多级孔沸石分子筛催化材料

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21802121
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 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

Zeolites with their micropores providing a defined environment of active sites as well as shape selectivity at each single pore entrance, belong to the most important catalytic materials used today. However, their utilization in catalysis is limited due to the slow transport of the reacting species within their micropores. To circumvent these transport limitations, it is highly desirable to synthesize zeolites with hierarchically porous structures, where the diffusion path lengths can be greatly reduced by the introduced mesopores and/or macropores. Numerous strategies have been developed to reach this goal such as post-treatment and templating synthesis (hard templates, soft templates and bifunctional-templates). Despite the demonstrated positive effect of such additional mesopores and/or macropores on the catalytic performance, these strategies have yet been widely adopted by industrial production, because they are neither at expense of crystallinity nor high cost and tedious procedures. To overcome the limitations of existing strategies, in this proposal, two promising routes for targeting hierarchically porous zeolite are proposed: i) solvent-free synthesis without the assistance of large molecule templates; ii) organotemplate-free synthesis. Our efforts in this proposal will be concentrated on how to tailor the pore size and pore shape of zeolites followed by investigating of the role of solvents and templates and thereby revealing the mechanism of crystallizaion to understand the formation of hierarchically porous structures. To delineate the inimitable role of hierarchically porous structures on catalytic performance and to build the structure-property correlations, catalytic evaluation of MTO and catalytic crack of cumene will be carried out.
沸石分子筛的微孔孔道在催化反应中提供优异的催化活性,但其较小的孔道尺寸不利于扩散,影响催化性能。因此合成能显著提高传质的多级孔沸石分子筛显得尤为重要。传统合成多级孔沸石分子筛的方法包括后处理法、硬模板法、软模板法和双功能模板法等,但这些方法不是会破坏沸石分子筛骨架结构就是模板剂合成复杂且成本高,不利于工业化应用。针对上述问题,本项目提出无溶剂条件下不添加大分子模板法和无任何有机模板剂法等绿色路线制备系列多级孔沸石分子筛催化材料,调控其孔道结构与尺寸,深入探究晶化过程中溶剂和模板剂的作用机制,揭示多级孔沸石分子筛的孔道构筑机制,进一步研究其在甲醇制备低碳烯烃以及异丙苯裂化等反应中的活性,揭示多级孔道结构在上述反应中的核心作用,实现多级孔沸石分子筛催化性能的可控调变。

结项摘要

沸石分子筛的微孔孔道在催化反应中提供优异的催化活性,但其较小的孔道尺寸不利于扩散,影响催化性能。因此合成能显著提高传质的多级孔沸石分子筛显得尤为重要。传统合成多级孔沸石分子筛的方法包括后处理法、硬模板法、软模板法和双功能模板法等,但这些方法不是会破坏沸石分子筛骨架结构就是模板剂合成复杂且成本高,不利于工业化应用。针对上述问题,本项目提出无溶剂条件下不添加大分子模板法和无任何有机模板剂法等绿色路线制备多级孔沸石分子筛催化材料。通过调节初始原料配比,在接近室温的条件下,不添加任何有机模板剂成功得到介孔EMT分子筛,深入研究其晶化过程,阐述了孔道的形成机制和尺寸变化规律,揭示多级孔沸石分子筛的孔道构筑机制,催化结果表明,介孔的存在提高了传质效率从而提高了反应活性,揭示多级孔道结构在反应中的核心作用。同时,使用无溶剂法合成的核壳结构ZSM-5@Silicalite-1催化剂由于表面酸性位点被覆盖,因此在甲苯与甲醇烷基化反应中具有比ZSM-5分子筛更高的对二甲苯选择性以及更长的寿命,表明通过调节催化剂表面性质可以调控催化性能。考虑到工业上需要将粉末催化材料成型后再进行催化反应,所以该项目中进一步将该绿色合成路线应用于一锅法制备全结晶成型分子筛催化剂,无机粘合剂成功转化目标分子筛,获得系列无粘合剂的高结晶度成型催化剂,该催化剂在甲醇至烯烃反应中表现出良好的丙烯选择性,且显著延长了催化剂寿命,为绿色路线一锅法制备成型催化剂提供了理论指导和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Sustainable synthesis of core-shell structured ZSM-5@Silicalite-1 zeolite
核壳结构ZSM-5@Silicalite-1沸石的可持续合成
  • DOI:
    10.1007/s40242-021-1288-y
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Chemical Research in Chinese Universities
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Huimin Luan;Qinming Wu;Jian Zhang;Yeqing Wang;Xiangju Meng;Feng-Shou Xiao
  • 通讯作者:
    Feng-Shou Xiao
Calcination-free fabrication of highly b-oriented silicalite-1 zeolite films by secondary growth in the absence of organic structure-directing agents
在没有有机结构导向剂的情况下通过二次生长免煅烧高度b取向的silalite-1沸石薄膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Industrial & Engneering Chemistry Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shichao Han;Pan Liu;Ye Ma;Qinming Wu;Xiangju Meng;Feng-Shou Xiao
  • 通讯作者:
    Feng-Shou Xiao
Sustainable one-pot preparation of fully crystalline shaped zeolite catalysts
全结晶沸石催化剂的可持续一锅法制备
  • DOI:
    10.1039/d1cy00948f
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Huimin Luan;Chi Lei;Qinming Wu;Na Sheng;Yeqing Wang;Xiangju Meng;Feng-Shou Xiao
  • 通讯作者:
    Feng-Shou Xiao
Illuminating solvent-free synthesis of zeolites
启发无溶剂合成沸石
  • DOI:
    10.1039/d0dt00142b
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Yeqing Wang;Hongchang Duan;Zhengguo Tan;Xiangju Meng;Feng-shou Xiao
  • 通讯作者:
    Feng-shou Xiao
Manipulating charge density in nanofluidic membranes for optimal osmotic energy production density
操纵纳米流体膜中的电荷密度以获得最佳渗透能产生密度
  • DOI:
    10.1002/adfm.202109210
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Changjia Zhu;Weipeng Xian;Yanpei Song;Xiuhui Zuo;Yeqing Wang;Shengqian Ma;Qi Sun
  • 通讯作者:
    Qi Sun

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其他文献

Road transportation green productivity and its threshold effects from environmental regulation
道路交通绿色生产力及其环境规制的门槛效应
  • DOI:
    10.1007/s11356-021-16833-8
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    许皓;王叶青;高晨晨;刘宏伟
  • 通讯作者:
    刘宏伟
固相合成MAPO-5分子筛及其在甲苯催化燃烧中的应用
  • DOI:
    10.1088/1748-0221/11/02/c02005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    北京化工大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金银樱;杨鹏;王叶青
  • 通讯作者:
    王叶青
烟草NtGCN2的克隆与表达分析
  • DOI:
    10.1002/path.4806
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张康旭;刘国顺;李雯雯;王叶青;杨永霞;贾宏昉;张洪映;崔红;张松涛
  • 通讯作者:
    张松涛
CeO2/H-beta系列催化剂的合成及其在氯苯催化燃烧中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    绍兴文理学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金银樱;王叶青;杨鹏
  • 通讯作者:
    杨鹏
无溶剂法合成ZSM-5/SiC整体式催化剂制备生物燃料(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chinese Journal of Catalysis
  • 影响因子:
    16.5
  • 作者:
    朱秋艳;王叶青;王凌翔;杨志远;王亮;孟祥举;肖丰收
  • 通讯作者:
    肖丰收

其他文献

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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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