CAREER: Developing Multi-Scale Models for the Effective Design of Hydrothermally Stable Single-Site Catalysts for Low-Temperature CO Emissions Removal

职业:开发多尺度模型,用于有效设计用于低温二氧化碳减排的水热稳定单中心催化剂

基本信息

  • 批准号:
    1653561
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 51.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-06-01 至 2025-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The project investigates the potential applicability of the emerging area of "single-site" catalysis to low-temperature automotive exhaust catalysis, thereby paving a path toward efficient and stable automotive catalysts comprised primarily of earth-abundant transition metals aided by low concentrations of atomically-dispersed noble metals such as platinum. The study will also yield improved computational methods for general predictions of single-site catalysis opportunities and limitations for a broad range of chemical processes based on supported catalysts. The research will be integrated both with experimental surface science and catalysis studies at Tufts and related educational and outreach programs targeting underrepresented groups (including American Indians) at the high school through graduate school levels.A multi-scale model will be developed to predict the catalytic behavior of low-temperature exhaust catalysts in real-world conditions. The central hypothesis is that the chemical modification of a first-row transition metal oxide with an atomically dispersed precious metal will display theoretical efficiencies that are superior to pure-precious-metal catalysts, and that these high efficiencies will be connected to the support's ability to control the oxidation state of the atomically dispersed metal. To this end, a comprehensive model - developed from high quality characterization data obtained from other groups - will be used to predict exhaust-gas related reactions such as CO oxidation and the water-gas shift reaction, on atomically dispersed platinum with a well-defined copper surface oxide support. The educational and outreach objectives will demonstrate how computational modeling tools can be used in conjunction with experimental data to accelerate the discovery of new catalyst materials and structures. The PI will use a story-telling approach to explain automotive exhaust catalysis to high-school students in a way that excites them about higher education opportunities in STEM disciplines.
该项目调查了“单位点”催化新兴区域对低温汽车排气催化的潜在适用性,从而铺平了一条通往高效且稳定的自动催化剂的道路,主要由地球上余丰的过渡金属组成,由低浓度的原子质降低的无含量的不含量的不含量的无磷酸金属(例如铂)提供了帮助。 该研究还将产生改进的计算方法,以基于支持的催化剂的广泛化学过程的单位催化机会的一般预测。 这项研究将与实验性的表面科学和塔夫茨的实验表面科学和催化研究融合,以及针对高中通过研究生院级别的代表性不足的群体(包括美国印第安人)的相关教育和外展计划。将开发多尺度模型,以预测现实情况下低温排气催化剂的催化行为。中心假设是,具有原子分散的珍贵金属的第一行过渡金属氧化物的化学修饰将显示出理论上的效率,这些效率优于纯粹的金属催化剂,并且这些高效率将与支撑物控制原子分散金属的氧化状态有关。为此,将使用从其他组获得的高质量表征数据开发的综合模型,用于预测与排气总和相关的反应,例如CO氧化和水和气偏移反应,并在原子分散的铂和铜表面氧化物支撑的原子分散的铂上。教育和外展目标将证明如何与实验数据结合使用计算建模工具来加速发现新的催化剂材料和结构。 PI将使用讲故事的方法向高中生解释汽车排气催化,以使他们对STEM学科中的高等教育机会感到兴奋。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Templated Growth of a Homochiral Thin Film Oxide
同手性薄膜氧化物的模板化生长
  • DOI:
    10.1021/acsnano.0c00398
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Schilling, Alex C.;Therrien, Andrew J.;Hannagan, Ryan T.;Marcinkowski, Matthew D.;Kress, Paul L.;Patel, Dipna A.;Balema, Tedros A.;Larson, Amanda M.;Lucci, Felicia R.;Coughlin, Benjamin P.
  • 通讯作者:
    Coughlin, Benjamin P.
Probing Active-Site Relocation in Cu/SSZ-13 SCR Catalysts during Hydrothermal Aging by In Situ EPR Spectroscopy, Kinetics Studies, and DFT Calculations
  • DOI:
    10.1021/acscatal.0c01590
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Yani Zhang;Yue Peng;Junhua Li;Kyle Groden;Jean-Sabin McEwen;E. Walter;Ying Chen;Yong Wang;F. Gao
  • 通讯作者:
    Yani Zhang;Yue Peng;Junhua Li;Kyle Groden;Jean-Sabin McEwen;E. Walter;Ying Chen;Yong Wang;F. Gao
An atomic-scale view of single-site Pt catalysis for low-temperature CO oxidation
  • DOI:
    10.1038/s41929-018-0028-2
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    37.8
  • 作者:
    Therrien, Andrew J.;Hensley, Alyssa J. R.;Sykes, E. Charles H.
  • 通讯作者:
    Sykes, E. Charles H.
Developing single-site Pt catalysts for the preferential oxidation of CO: A surface science and first principles-guided approach
  • DOI:
    10.1016/j.apcatb.2020.119716
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jilei Liu;Alyssa J. R. Hensley;G. Giannakakis;A. Therrien;A. Sukkar;A. Schilling;Kyle Groden;Nisa Ulumuddin;Ryan T. Hannagan;M. Ouyang;M. Flytzani-Stephanopoulos;Jean-Sabin McEwen;E. Sykes
  • 通讯作者:
    Jilei Liu;Alyssa J. R. Hensley;G. Giannakakis;A. Therrien;A. Sukkar;A. Schilling;Kyle Groden;Nisa Ulumuddin;Ryan T. Hannagan;M. Ouyang;M. Flytzani-Stephanopoulos;Jean-Sabin McEwen;E. Sykes
Water activation by single Pt atoms supported on a Cu2O thin film
  • DOI:
    10.1016/j.jcat.2018.04.024
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    A. Therrien;Kyle Groden;Alyssa J. R. Hensley;A. Schilling;Ryan T. Hannagan;Matthew D. Marcinkowski;Alex Pronschinske;F. Lucci;E. Sykes;Jean-Sabin McEwen
  • 通讯作者:
    A. Therrien;Kyle Groden;Alyssa J. R. Hensley;A. Schilling;Ryan T. Hannagan;Matthew D. Marcinkowski;Alex Pronschinske;F. Lucci;E. Sykes;Jean-Sabin McEwen
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jean-Sabin McEwen其他文献

Controlling the Oxidation State of Fe-Based Catalysts through Nitrogen Doping toward the Hydrodeoxygenation of m-Cresol
通过氮掺杂控制铁基催化剂的氧化态以实现间甲酚加氢脱氧
  • DOI:
    10.1021/acscatal.0c00626
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Yanling Yang;Mingwu Tan;Aidan Garcia;Zhaoxia Zhang;Jingdong Lin;Shaolong Wan;Jean-Sabin McEwen;Shuai Wang;Yong Wang
  • 通讯作者:
    Yong Wang
Chemisorption-Induced Formation of Biphenylene Dimer on Ag(111)
Ag(111) 上化学吸附诱导形成联苯撑二聚体
  • DOI:
    10.1021/jacs.1c08284
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Zhiwen Zeng;Dezhou Guo;Tao Wang;Qiwei Chen;Adam Matěj;Jianmin Huang;Dong Han;Qian Xu;Aidi Zhao;Pavel Jelínek;Dimas G. de Oteyza;Jean-Sabin McEwen;Junfa Zhu
  • 通讯作者:
    Junfa Zhu

Jean-Sabin McEwen的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jean-Sabin McEwen', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Controlling the Catalytic Properties of SSZ-39 Through Rational Synthesis: An Integrated Computational and Experimental Approach
合作研究:通过合理合成控制 SSZ-39 的催化性能:综合计算和实验方法
  • 批准号:
    2035280
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Elucidating the Roles of Electric Fields Within Mixed Ionic and Electronic Conducting Oxides Under Electrochemical Reducing Conditions
合作研究:阐明电化学还原条件下混合离子和电子导电氧化物中电场的作用
  • 批准号:
    1929306
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
EAGER: Development of Atom Efficient Single Site Catalysts for Low Temperature Hydrocarbon and CO Emissions Removal
EAGER:开发用于去除低温碳氢化合物和二氧化碳排放的原子效率单中心催化剂
  • 批准号:
    1552320
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF/DOE Advanced Combustion Engines: Collaborative Research: GOALI: Understanding NOx SCR Mechanism and Activity on Cu/Chabazite Structures throughout the Catalyst Life Cycle
NSF/DOE 先进内燃机:合作研究:GOALI:了解 NOx SCR 机制以及整个催化剂生命周期中铜/菱沸石结构的活性
  • 批准号:
    1258717
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

TRIM15介导的Axin1多聚化调控在Wnt信号和结直肠癌发生发展中的作用及机制研究
  • 批准号:
    32370749
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
数智化视域下多族群地区文化旅游产业高质量发展的机理与路径研究
  • 批准号:
    72364010
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    27 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
战略与管理研究类:综合立体交通多网融合领域学科发展战略研究
  • 批准号:
    52342202
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
新生期多胺代谢紊乱参与ARDS疾病发生发展的机制研究
  • 批准号:
    82301963
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
江苏典型乡村转型发展的动态过程与驱动机理研究:融合多尺度治理的新内生发展视角
  • 批准号:
    42371205
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Developing and testing a multicomponent breathwork intervention for people with chronic pain
为慢性疼痛患者开发和测试多成分呼吸干预
  • 批准号:
    10663651
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
Developing and testing a multi-component intervention to improve Perinatal Mental Health
开发和测试多成分干预措施以改善围产期心理健康
  • 批准号:
    10723985
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
Non-tuberculous mycobacterium and B cells in the stimulation of ectopic germinal centers and immunological control of pulmonary tuberculosis
非结核分枝杆菌和 B 细胞在异位生发中心刺激和肺结核免疫控制中的作用
  • 批准号:
    10569865
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
Developing a multi-component intervention to address cardiometabolic disease (CMD) risk in Samoan children
制定多成分干预措施来解决萨摩亚儿童的心脏代谢疾病 (CMD) 风险
  • 批准号:
    10740178
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
Studying the Mammalian Regulatory Circuits by Developing Single-cell Multi-omics Technologies
通过开发单细胞多组学技术研究哺乳动物的调节回路
  • 批准号:
    10654046
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 51.2万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了