微孔芳香骨架MOF/聚吡咯复合膜的制备及吸附去除水中放射性碘机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21868009
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0804.分离工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The use of metal-organic framework (MOF) materials to construct composite membranes with iodine adsorption is expected to overcome the limitations of traditional polymer membranes and make a breakthrough in the fields of treatment radioactive iodine wastewater. This project takes the microporous aromatic framework MOF as the research object, starting from the functional modification of ligands, the effects of electron-donating functional groups and non-polar functional groups on the iodine adsorption performance and water stability of MOF will be investigated. A MOF composite membrane will be prepared by seed crystal secondary growth coupling post-polymerization modification method. Through the in-depth study of in-situ crystallization of MOF induced by poly(4-vinylpyridine) and optimization of secondary growth conditions, the effective control of the microstructure of MOF membrane will be achieved, and then, the MOF membrane will be modified by pyrrole polymerization to improve its iodine adsorption capacity and hydrophobicity. Through various characterization techniques, the evolution law of MOF material structure and membrane structure in the process of water filtration will be studied, and the ways to improve the water stability of the MOF membrane will be explored. The adsorption behavior of iodine in water by MOF composite membrane will be thoroughly investigated, and the correlation between MOF materials, composite membrane structure and iodine removal efficiency will be established, the mechanism of adsorption removal of iodine from water by MOF composite membrane will be revealed. This project will open up a new field for the application of MOF composite membrane and provide an example for the preparation of new separation membranes for the removal of radionuclide in water.
利用金属有机骨架(MOF)材料构建具有碘吸附功能的复合膜,有望克服传统聚合物膜的局限,在含碘核素废水处理领域取得突破。本项目以微孔芳香骨架MOF为研究对象,从配体功能化修饰入手,探究供电子官能团、非极性官能团分别对MOF吸附碘性能及水稳定性的影响;提出晶种二次生长耦合聚合后修饰法制备MOF复合膜,通过对聚4-乙烯基吡啶诱导调节MOF原位晶化、二次生长条件优化的深入研究,实现对MOF膜微结构的有效调控,尝试利用吡咯聚合后修饰MOF膜以提高其碘吸附容量和疏水性;运用各种表征技术,重点研究水过滤过程中MOF材料结构与膜结构的演变规律,探索提高MOF膜水稳定性的途径;深入研究MOF复合膜对水中碘的吸附行为,建立MOF材料、复合膜结构与碘脱除效率之间的关联性,揭示MOF复合膜吸附脱除水中碘核素的机理。项目的实施将开拓MOF复合膜在水处理领域的应用,为去除水体中放射性核素的新型膜吸附技术研发提供实例。

结项摘要

放射性碘被认为是辐射效应最危险的核素之一,对水体中碘核素的高效捕集一直是放射性废水污染控制领域的前沿课题。本项目利用柱层式双壁MOF({[Zn3(DL-lac)(pybz)2]·2.5DMF}n,简称为lac-Zn)为膜材料,将其制备成吸附膜并用于捕集水溶液中碘离子。具体研究内容及重要结果包括:(1)利用二次生长法在聚四氟乙烯载体上制备了lac-Zn多晶膜。研究发现,lac-Zn多晶膜的断裂伸长率达到79.3%。60Co辐照后lac-Zn 膜的化学、晶相和形貌结构均未发生明显变化。(2)研究了lac-Zn膜吸附去除水溶液中碘离子性能。研究结果发现,对pH = 6或7的碘水溶液,lac-Zn 膜对碘离子的去除效率达到92.9%。当碘水溶液中同时存在Cl-时,lac-Zn 膜对碘离子的去除率下降到68.6%。当碘水溶液中分别存在CO32-、SO42-、NO3-或Br-时,lac-Zn 膜对碘离子的去除率都小于58.9%。(3)探究了吡咯对lac-Zn 膜原位修饰。实验结果表明,lac-Zn@PPy 复合膜对碘离子的饱和吸附容量达到397 mg·g-1,明显高于lac-Zn膜(183 mg·g-1)。在经历5次循环吸附后,lac-Zn@PPy 复合膜对碘离子的去除率保持为65%。在动态吸附实验中,lac-Zn:PPy 复合膜在吸附26 h 被穿透,而lac-Zn 膜在吸附14.5 h被穿透。通过对lac-Zn@PPy复合膜吸附碘离子机理研究发现,首先,lac-Zn晶体中受限的纳米通道和较大的孔体积为碘离子提供了充足的吸附位点;其次,lac-Zn自身带有的芳香共轭体系增强了膜对碘离子的吸附能力;最后,lac-Zn@PPy膜表面的吡咯对碘离子也具有很好的吸附性能。项目的实施将拓展MOF复合膜在水处理领域的应用,为去除水体中放射性碘核素的新型吸附膜技术研发提供实例。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(1)
Removal of iodine from aqueous solution by PVDF/ZIF-8 nanocomposite membranes
PVDF/ZIF-8纳米复合膜去除水溶液中的碘
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2019.116488
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Long Xing;Chen Ya-Shuo;Zheng Qian;Xie Xing-Xiao;Tang Hao;Jiang Li-Ping;Jiang Juan-Tao;Qiu Jian-Hua
  • 通讯作者:
    Qiu Jian-Hua
A pillared double-wall metal-organic framework adsorption membrane for the efficient removal of iodine from solution
一种用于高效去除溶液中碘的柱状双壁金属有机骨架吸附膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Lingyun Xu;Qian Zheng;YangYang Wang;Liping Jiang;Juantao Jiang;Jianhua Qiu
  • 通讯作者:
    Jianhua Qiu
Synergistic effect of Mn doping and hollow structure boosting Mn-CoP/Co2P nanotubes as efficient bifunctional electrocatalyst for overall water splitting
Mn掺杂和空心结构的协同效应促进Mn-CoP/Co2P纳米管作为高效双功能电催化剂用于整体水分解
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2022.08.037
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Fan Tang;Yu-Wei Zhao;Yu Ge;Yong-Gang Sun;Yu Zhang;Xiu-Lin Yang;An-Min Cao;Jian-Hua Qiu;Xi-Jie Lin
  • 通讯作者:
    Xi-Jie Lin

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

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 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.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

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

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

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

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

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

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

创新网络要素及其协同对科技创新绩效的影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    管理评论
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺灵;单汨源;邱建华;He Ling 1;Shan Miyuan 2;Qiu Jianhua 1(1.Busine;2.Business Management School;Hunan University;Chan
  • 通讯作者:
    Chan
Up-regulation of stromal cell-derived factor-1 enhances migration of transplanted neural stem cells to injury region following degeneration of spiral ganglion neurons in the adult rat inner ear.
成年大鼠内耳螺旋神经节神经元变性后,基质细胞衍生因子 1 的上调可增强移植神经干细胞向损伤区域的迁移。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Neuroscience Letters
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    张鹏志;邱建华;何亚;蒋兴旺;陈福权;陈阳;薛涛;周柯;李旭;米文娟
  • 通讯作者:
    米文娟
硒形态分析研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄本立;邱建华;王秋泉
  • 通讯作者:
    王秋泉
3D打印结合翻转课堂在耳鼻咽喉头颈外科实习教学中的应用
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.2095-1485.2019.09.013
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华医学教育探索杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁昆;石照辉;岳波;常会敏;邱建华;查定军;陈福权
  • 通讯作者:
    陈福权
变应性鼻炎模型小鼠鼻黏膜的形态学观察
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    现代生物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石照辉;李晓媛;刘英祥;邱建华
  • 通讯作者:
    邱建华

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

邱建华的其他基金

基于离子液体原位修饰PVDF负载杂多酸的膜接触反应器构筑及其催化性能研究
  • 批准号:
    21306029
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码