多级孔有机聚合物多相催化剂用于低浓度CO2环加成转化的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21902145
  • 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:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Facile elimination and transformation of low concentration CO2 is of great significance for the practical utilization. However, most of the works are still focuse on the adsorption of CO2 with low concentration, the chemical fixation of the low concentration CO2 is still a challenge. The cycloaddition of CO2 with epoxides to form cyclocarbonates using heterogeneous catalysts under mild and co-catalysts free conditions have attracted numerous attentions recently. In this project, a series of porous organic polymers based heterogeneous catalysts will be constructed through a free radical copolymerization method from the vinyl functionalized metal-organic complexes and the vinyl functionalized ionic liquids decorated with polar groups (such as hydroxyl, carboxyl, amino, etc.), which will serve as Lewis acid and Lewis base central in the coupling of CO2 with epoxides respectively. The catalytic activity of the resulted heterogeneous catalysts in the cycloaddition of low concentration CO2 with epoxides will further be studied under mild and co-catalysts free conditions. It is mentionable that the introduction of polar groups in the polymer materials can efficiently enhance the adsorption and enrichment of CO2 in the low concentration, while the fine combination of ionic liquids and metal organic complexes can provide efficient acid and base active centers for the cycloaddition of CO2 under mild conditions. At last, the in-situ IR spectroscopy and DFT calculation will be used to determine the reaction pathway and reaction mechanism of the cycloaddition reaction of CO2 under low concentration, and the corresponding structure-property relationship will be constructed furthermore. Obviously, those results will sure to provide guidance for the green transformation of low concentration CO2 in the future.
实现低浓度CO2的消除与转化在工业生产中有着重要的意义,但目前实现低浓度CO2的有效转化仍是一个难点。本项目拟以CO2与环氧化物的环加成转化为研究对象,通过乙烯基功能化的金属有机配合物与极性基团(如羟基、羧基、氨基等)修饰的乙烯基功能化离子液体自由基共聚合的方法,构建环加成转化所需的路易斯酸、碱中心复合的多级孔有机聚合物,并研究其在温和、无共催化剂、低浓度条件CO2环加成转化生成环碳酸酯反应中的催化活性。采用原位红外和理论计算等方法研究反应历程和反应机理,构建相应的构效关系。值得一提的是,本项目中极性基团修饰的离子液体一方面可以有效增强目标聚合物对CO2的吸附与富集,同时又可以与金属有机配合物协同作用,提供CO2环加成转化反应所需的路易斯碱性和酸性活性中心,使得高效实现低浓度CO2的转化成为可能。因此,本项目为实现低浓度CO2的消除提供了一种新的可能途径与方法。

结项摘要

实现聚合物材料的精准构筑和设计是材料领域的研究热点之一。在本项目中我们通过有机合成的手段,定向合成了一系列乙烯基功能化的离子液体和乙烯基功能化的金属有机配合物,分别采用自由基共聚和分级后修饰构建等手段,构建了一系列兼具路易斯酸中心和碱中心的多孔有机聚合物双功能多相催化剂,实现了不同催化活性中心在分子水平的结合,并研究了它们在常温、无共催化剂、低浓度CO2条件下的CO2与环氧化物的环加成转化生成环碳酸酯反应中的应用,对它们的相关反应机理进行探索,建立了相应的构效关系。在此基础上,我们进一步发展了多种功能化离子液体多孔有机聚合物,实现了多相催化剂的精准构筑,并系统研究了它们在低浓度CO2条件下的环加成转化中的应用。此外,鉴于多孔有机聚合物的可设计性,我们也拓展了系列聚合物在酸性污染特别是在SO2气体吸附分离上的应用研究。通过本项目的实施,为具有特定结构和用途的聚合物材料的创制提供了理论指导。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Different functional groups modified porous organic polymers used for low concentration CO2 fixation
不同官能团修饰的多孔有机聚合物用于低浓度CO2固定
  • DOI:
    10.1039/d1cc03178c
  • 发表时间:
    2021-08-23
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Dai, Zhifeng;Bao, Yuanfei;Xiong, Yubing
  • 通讯作者:
    Xiong, Yubing
Cobalt Porphyrin-Cross-Linked Poly(Ionic Liquid)s as Efficient Heterogeneous Catalysts for Carbon Dioxide Conversion under Mild Conditions
钴卟啉交联聚离子液体作为温和条件下二氧化碳转化的高效多相催化剂
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.1c03340
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Liu Yuxia;Wang Shiting;Dai Zhifeng;Xiong Yubing
  • 通讯作者:
    Xiong Yubing
Synergistic catalysis of metalloporphyrins and phosphonium ionic liquids for the efficient transformation of CO2 under ambient conditions
金属卟啉和鏻离子液体协同催化在环境条件下高效转化CO2
  • DOI:
    10.1016/j.jcou.2021.101519
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CO2 UTILIZATION
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Wang, Ke;Liu, Yuxia;Xiong, Yubing
  • 通讯作者:
    Xiong, Yubing
High hydrogen permeable ZIF-8 membranes on double modified substrates
双修饰基底上的高透氢 ZIF-8 膜
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2021.119109
  • 发表时间:
    2021-06-20
  • 期刊:
    SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    He, Mingliang;Zhang, Yuping;Kita, Hidetoshi
  • 通讯作者:
    Kita, Hidetoshi
Functional Porous Ionic Polymers as Efficient Heterogeneous Catalysts for the Chemical Fixation of CO(2) under Mild Conditions.
功能性多孔离子聚合物作为温和条件下化学固定二氧化碳的高效多相催化剂
  • DOI:
    10.3390/polym14132658
  • 发表时间:
    2022-06-29
  • 期刊:
    POLYMERS
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Dai, Zhifeng;Long, Yang;Liu, Jianliang;Bao, Yuanfei;Zheng, Liping;Ma, Jiacong;Liu, Jiayi;Zhang, Fei;Xiong, Yubing;Lu, Ji-Qing
  • 通讯作者:
    Lu, Ji-Qing

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    10.1016/j.eneco.2022.105957
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Energy Economics
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    文凤华;刘振;戴志锋;何绍义;刘文华
  • 通讯作者:
    刘文华
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国稀土学报, 24卷,5期,586-591,2006
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建纲;黄继华*;戴志锋;张华
  • 通讯作者:
    张华
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    系统工程
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    --
  • 作者:
    张婷婷;文凤华;戴志锋;杨晓光
  • 通讯作者:
    杨晓光
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    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    夏学文;桂凌;戴志锋;谢承旺;魏波
  • 通讯作者:
    魏波
基于鲁棒均值-下半偏差模型的供电公司购电组合策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    经济数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李应求;田琴;戴志锋
  • 通讯作者:
    戴志锋

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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