多铌钒氧簇在DMMP和CEES降解中的碱催化与氧化催化功能调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21671019
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0101.元素化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Sarin and sulfur mustard are two kinds of typical chemical warfare agents (CWAs), which have been used in wars and terror attacks widely and cause a huge threat to the safety and health of people. The efficient decontamination of sarin and sulfur mustard under mild conditions has not only scientific significance but also practical application for protecting people's lives. This project intends to take the degradation of dimethyl methylphosphonate (DMMP, sarin analogue) and (2-chloroethyl)ethyl sulfide (CEES, sulfur mustard analogue) as catalytic model reactions, use polyoxovanadoniobate clusters as catalysts, and control the alkaline and oxidizability of catalysts through the design of catalysts. The purpose of this study is to degrade DMMP and CEES under mild condition, establish kinetic model in the homogeneous system, and propose the catalytic mechanism. Furthermore, we will investigate the synthesis methods of heterogeneous catalysts, the interaction between the catalysts and substrates in the catalytic deactivation reaction. Through this project, the efficient decontamination of DMMP and CEES under mild conditions will be realized. In addition, the structure and catalytic property relationship will be built and the active sites of catalysts and the mechanism will be revealed. These studies will lay the foundation for the potential applications as a new kind of protective material in the future.
沙林毒气和芥子气是战争和恐怖袭击中常用的两种典型化学战剂,它们对人民生命安全造成了潜在的威胁。若能在温和条件下实现对这两种分子的高效降解,不仅具有科学意义,而且对于保护人民生命安全也将具有重要的应用价值。本项目拟以酸碱性及氧化还原性可调控的多铌钒氧簇为催化剂,以沙林毒气类似物甲基磷酸二甲酯(DMMP)和芥子气类似物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的降解为模型反应,研究多铌钒氧簇在温和条件下催化降解DMMP和CEES特性,建立均相体系的动力学模型,解析催化作用机理;研究多铌钒氧簇催化剂在MOF孔道中装载、在LDH层间嵌入等非均相化途径以及在非均相体系中催化剂与底物分子的表界面作用性质。通过本项目的实施,创制温和条件下高效降解DMMP和CEES的多金属氧簇绿色催化剂,总结催化剂性能调控规律,揭示催化剂活性中心结构和作用机制,为其在新一代防护材料中的实际应用奠定理论基础。

结项摘要

近年来,随着区域冲突的升级和恐怖活动的加剧,化学战剂对军队和人民生命安全造成了严重威胁,因此化学战剂的高效催化降解成为研究的热点。本项目聚焦多铌钒氧簇的结构设计,调控其碱催化及氧化催化特性并探究其稳定负载的新途径。将其应用于神经毒剂模拟物的水解降解和芥子气模拟物的氧化降解反应中,探究表界面作用和催化机理。主要取得的成果如下:(1)设计合成了结构新颖的双阴离子簇化合物,其可配制成洗消剂在几分钟内实现G类神经毒剂模拟物DECP的水解降解和芥子气模拟物CEES的氧化降解。还制备了钒帽型多铌氧簇化合物,其可在非均相条件下催化CEES的氧化降解;(2)通过实验和理论计算相结合的方式探究了六铌氧簇催化VX模拟物氧化降解的反应机理并提出相应的活性物种为氢过氧Nb(η1-OOH);(3)将多铌氧簇与长烷基链季铵盐或双金属氢氧化物结合,实现了在微乳体系和非均相体系中对多种化学战剂模拟物的高效催化降解。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
One-step synthesis of mulberry-shaped TiO2-Au nanocomposite and its H-2 evolution property under visible light
桑葚形TiO2-Au纳米复合材料的一步合成及其可见光析氢性能
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2018.05.058
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Bing;Wang Yin;Shang Shuxia;Ni Yuanman;Zhang Nan;Cao Minhua;Hu Changwen
  • 通讯作者:
    Hu Changwen
Non-corrosive heteropolyacid-based recyclable ionic liquid catalyzed direct dehydrative coupling of alcohols with alcohols or alkenes
非腐蚀性杂多酸基可回收离子液体催化醇与醇或烯烃的直接脱水偶联
  • DOI:
    10.1016/j.mcat.2019.02.019
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Mol. Catal.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Guoping;Jiang Nan;Huang Xianqiang;Yu Bing;Hu Changwen
  • 通讯作者:
    Hu Changwen
Cu(i)/{Nb6O19} catalyzed N-acylation of arylacetic acids with amines under aerobic conditions
Cu(i)/{Nb6O19}在有氧条件下催化芳基乙酸与胺的N-酰化反应
  • DOI:
    10.1039/c8cc06721j
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chem. Commun.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Peihe;Wang Zheng;Fu Hui;Dai Qipu;Hu Changwen
  • 通讯作者:
    Hu Changwen
Nanostructured Ceria-Praseodymium and Ceria-Terbium Mixed Oxides: Relationship Between Structural Change and Catalytic Activity Towards CO Oxidation
纳米结构二氧化镨和二氧化铽混合氧化物:结构变化与 CO 氧化催化活性之间的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Nanoscience and Nanotechnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ming Guo;Wenyan Yin;Feng Zhao;Qiang Wang;Changwen Hu
  • 通讯作者:
    Changwen Hu
Construction of hierarchically porous graphitized carbon-supported NiFe layered double hydroxides with a core-shell structure as an enhanced electrocatalyst for the oxygen evolution reaction
具有核壳结构的分级多孔石墨化碳负载NiFe层状双氢氧化物的构建作为析氧反应的增强电催化剂
  • DOI:
    10.1039/c7nr03661b
  • 发表时间:
    2017-08-28
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Ni, Yuanman;Yao, Lihua;Hu, Changwen
  • 通讯作者:
    Hu, Changwen

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其他文献

双核铜配合物[Cu_2(Ophen)_2]·2H_2O(HOphen=2-羟基-1,10-啉菲咯啉)的水热合成和晶体结构
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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LaPO4和CePO4纳米棒/纳米线的控制合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Nanotechnology
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴庆银
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王涛;林政国;胡长文
  • 通讯作者:
    胡长文
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微孔普鲁士蓝类似物 Zn3[Co(CN)6]2 3xH2O 微结构的形态可控合成。
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  • 期刊:
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  • 作者:
    胡长文
  • 通讯作者:
    胡长文
多酸基主客体框架材料POMs@MOFs(COFs)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    无机化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李季坤;赵帅恒;胡长文
  • 通讯作者:
    胡长文

其他文献

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单离子分散多金属氧簇的设计组装与催化特性
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    面上项目
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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]
          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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