CO高选择性酯化制精细化学品的催化剂设计与合成

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91645116
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    75.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The reaction of CO highly selective esterification to dimethyl oxalate or dimethyl carbonate is an important way to achieve conversion and utilization of carbon resources, which not only effectively improve the level of conversion and utilization of carbon resources, but also provide high value-added fine chemicals such as dimethyl oxalate or dimethyl carbonate. Dimethyl oxalate and dimethyl carbonate are two different products of the same reaction. Thus, the effective control the reaction pathway and directed synthesis of dimethyl oxalate or dimethyl carbonate are challenging. To solve the scientific problem of the difficulty of controlling the reaction pathway, this proposal intends to combine the experimental and theoretical methods, and acquires the information of the surface and interface structures of the Pd-based heterogeneous catalysts and the intermediates via in situ and ex situ experimental characterizations, which can provide reliable models for theoretical calculation. Then the information of the transition state can be acquired and the reaction pathway can be determined accurately. Finally, the nature structures which determine the selectivities of dimethyl oxalate or dimethyl carbonate can be revealed. Then, designing and controlled synthesizing catalysts with crucial structures will be done to effectively control the reaction pathway and synthesize dimethyl oxalate or dimethyl carbonate with high selectivity. This proposal will lay the foundation for the development of a new generation of coal to ethylene glycol and coal to dimethyl carbonate catalysts technology, and provide useful guidance for the precise controlling the selectivity in the field of heterogeneous catalysis.
CO高选择性酯化制草酸二甲酯或碳酸二甲酯是实现碳资源转化利用的重要途径,不仅可以有效提升碳资源转化利用水平,而且可以提供高附加值的精细化学品如草酸二甲酯或碳酸二甲酯。草酸二甲酯和碳酸二甲酯是同一个反应的两种不同产物,如何有效控制反应路径,定向合成草酸二甲酯或碳酸二甲酯是一个具有挑战性的难题。本项目针对CO酯化反应路径控制难的科学问题,拟将实验与理论相结合,通过静态和原位动态表征实验相结合获得Pd基多相催化剂活性组分和载体的表界面结构与反应中间体信息,为建立合理的理论计算模型提供丰富的实验信息,进而通过理论计算获得反应过渡态信息,准确确定反应路径,揭示影响目标产物选择性的结构本质,设计并可控合成具有关键结构特征的催化剂,从而有效控制反应路径,定向合成目标产物草酸二甲酯或碳酸二甲酯,为开发新一代煤制乙二醇和煤制碳酸二甲酯催化剂技术奠定基础,同时为多相催化领域反应选择性的精准调控提供有益指导。

结项摘要

CO高选择性酯化制碳酸二甲酯(DMC)或草酸二甲酯(DMO)是实现碳资源转化利用的重要途径,对于提升我国化工产品的精细化率具有重要意义。本项目针对CO酯化反应路径控制难的科学问题,在实验结果的基础上通过理论计算揭示了产物选择性调控的催化功能基元:原子级分散的单Pd活性中心有利于通过Eley-Rideal机理生成DMC,而双Pd活性中心则有利于通过Langmuir-Hinshelwood机理生成DMO;进而通过理论计算优化、理性设计和可控合成了分子筛稳定的原子级分散Pd催化剂;通过球差校正电镜和同步辐射等表征手段,确认催化剂中原子级分散的单Pd活性中心是以PdO4的配位结构存在,与理论设计催化剂模型结构一致。该催化剂表现出很好的催化性能:CO转化率超过80%,DMC选择性接近100%,连续运行100小时性能无衰减。该项目研究成果揭示了产物选择性调控的催化功能基元,将加快CO酯化技术的工业化进程,同时为多相催化领域反应选择性的精准调控提供有益指导。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
High-Performance RuCl3 Catalyst Systems for Hydro-Esterification of Methyl Formate and Ethylene
用于甲酸甲酯和乙烯加氢酯化的高性能 RuCl3 催化剂体系
  • DOI:
    10.1002/cjoc.201900084
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Yan-Ru Li;Zhong-Ning Xu;Bing Bai;Zhi-Qiao Wang;Guo-Cong Guo
  • 通讯作者:
    Guo-Cong Guo
CeO2-x quantum dots with massive oxygen vacancies as efficient catalysts for the synthesis of dimethyl carbonate
具有大量氧空位的CeO2-x量子点作为合成碳酸二甲酯的高效催化剂
  • DOI:
    10.1039/c9cc07584d
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chem. Commun.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhi-Qiao Wang;Ming-Jian Zhang;Xiao-Bing Hu;Vinayak P. Dravid;Zhong-Ning Xu;Guo-Cong Guo
  • 通讯作者:
    Guo-Cong Guo
New Catalysts for Coal to Ethylene Glycol
煤制乙二醇的新型催化剂
  • DOI:
    10.1002/cjoc.201600746
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhiqiao Wang;Zhongning Xu;Siyan Peng;Zhangfeng Zhou;Pengbin Pan;Lin Lin;Yeyan Qin;Guocong Guo;Yuangen Yao
  • 通讯作者:
    Yuangen Yao
Understanding the entropic effect in chorismate mutase reaction catalyzed by isochorismatepyruvate lyase from Pseudomonas aeruginosa (PchB)
了解铜绿假单胞菌 (PchB) 异分支酸丙酮酸裂解酶催化的分支酸变位酶反应中的熵效应
  • DOI:
    10.1039/c8cy02123f
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Liangxu Xie;Mingjun Yang;Zhe-Ning Chen
  • 通讯作者:
    Zhe-Ning Chen
Understanding the Nonplanarity in Aromatic Metallabenzenes: A σ-Control Mechanism
了解芳香族金属苯的非平面性:α 控制机制
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.8b01213
  • 发表时间:
    2018-08-06
  • 期刊:
    INORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen, Zhe-Ning;Fu, Gang;Xu, Xin
  • 通讯作者:
    Xu, Xin

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CO酯化催化剂的载体结构对Pd电子结构的精细调控研究
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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

        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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