甲烷分子振动激发对与其相关反应动力学影响的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21503225
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0304.化学动力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The chemical reaction usually needs energy. The effectiveness of energy in different degrees of freedom, such as translational energy, vibrational excitation, rotational excitation etc., in driving a chemical reaction is different, and the dynamics of the reaction is also dependent on the types of the driving energy. It is essential to understand the influence of the different types of the energy on the reactivity and dynamics of a chemical reaction in order to eventually control the chemical reaction. At current stage, we are still far from making useful control on chemical reactions at the microscopic level. However, the study of controlling chemical reactions often increase our understanding of how chemical reactions occur. Based on numerous studies on the chemical reactions, especially on the results of three atomic reactions, J. C. Polanyi proposed a set of rules which are the well-known “Polanyi’s rules” to explain the different roles played by the translational energy and the vibrational energy in driving chemical reactions. These rules can be used to explain most atom-plus-diatom reactions very well, however, some recent experimental results have shown that the extension of Polanyi’s rules to the polyatomic reactions is not very straightforward. In order to explore the general rules of the effects of different types of energy on the chemical reactivity and the dynamics for the polyatomic reactions, a systematic experimental investigations have to be carried out. In this proposal, using crossed-beam and time-sliced velocity map imaging techniques, two important elementary chemical reactions, CHD3(v1=1)+F and CHD3(v1=1)+O(1D), will be investigated in depth to explore how the vibrational excitation of reagents affects the chemical reactivity and the reaction dynamics. The results of these studies are believed to be helpful for us to figure out the general rules of polyatomic reaction dynamics.
化学反应的进行需要能量的驱动,不同形式的能量(平动能,振动激发,转动激发等)对于化学反应的驱动能力不同。研究和理解不同形式能量对于化学反应的反应性以及动力学的影响对于实现对化学反应的控制至关重要。在对一系列反应体系研究的基础上,J. Polanyi阐释了化学反应中平动能和振动能对于不同类型反应的反应性以及动力学的影响,即著名的“Polanyi法则”。该法则对于三原子反应体系适用得很好,但对于多原子分子反应体系而言,其不能简单地直接推广。因此,有必要针对重要的多原子分子反应体系进行深入的研究。本项目拟利用交叉分子束方法,结合时间切片离子速度成像技术对与甲烷分子相关的两个重要基元化学反应CHD3(v1=1)+F 与CHD3(v1=1)+O(1D)进行深入研究,以揭示甲烷分子的振动激发对这些反应的微观动力学过程的影响,为进一步从分子水平上理解复杂体系化学反应的机理提供坚实的科学依据。

结项摘要

化学反应的进行需要能量的驱动,不同形式的能量(平动能,振动激发,转动激发等)对于化学反应的驱动能力不同。研究和理解不同形式能量对于化学反应的反应性以及动力学的影响对于实现对化学反应的控制至关重要。在对一系列反应体系研究的基础上,J. Polanyi阐释了化学反应中平动能和振动能对于不同类型反应的反应性以及动力学的影响,即著名的“Polanyi法则”。该法则对于三原子反应体系适用得很好,但对于多原子分子反应体系而言,其不能简单地直接推广。因此,有必要针对重要的多原子分子反应体系进行深入的研究。本项目拟利用交叉分子束方法,结合时间切片离子速度成像技术对与甲烷分子相关的激元化学反应进行研究,以揭示甲烷分子的振动激发对这些反应的微观动力学过程的影响,为进一步从分子水平上理解复杂体系化学反应的机理提供坚实的科学依据。在本项目中,我们在1.21kcal/mol-9.00kcal/mol范围内,针对反应F+CHD3(v1=1)→HF+CD3进行了详细的实验研究。研究结果表明,在低碰撞能下,CH键的伸缩振动会使得激发态反应的反应性高于基态反应,随着碰撞能增高,激发态反应性逐渐降低,并最终低于基态反应的反应性,即此时CH键的伸缩振动激发会抑制反应的进行。另一方面,当反应初始总能量相同为9.8kcal/mol时,CH键的振动激发态反应的反应性与基态反应的反应性基本一致。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)

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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国激光
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  • 作者:
    余永;李钦明;杨家岳;王光磊;史磊;丁洪利;陶凯;汤振兴;贺志刚;陈志超;田宇欢;戴东旭;吴国荣;张未卿;杨学明;冯超;陈思;王震;谷端;陈杰;刘晓庆;兰太和;冯冽;张文艳;钟少鹏;张俊强;李林;肖诚成;李昊;赵欢;陈广花;朱海君;丁建国;黄毛毛;张伟;赖龙伟;杨夫彬;王光宏;相升旺;胡晓;刘以勇;孙森;高飞;蒋志强;周孝轩;刘永芳;吴勇华;陈志豪;王锐萍;黄大章;张猛;邓海啸;李宾;林国强;俞路阳;阎映炳;阎山川;夏晓彬;周巧根;刘波;顾强;谷鸣;方国平;冷用斌;殷立新;王东;赵振堂
  • 通讯作者:
    赵振堂

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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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