端氨基超支蔗渣纤维素吸附水中重金属离子机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41461092
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    51.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0711.污染物环境行为与效应
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Nowadays,heavy metals are among the most important pollutants in source and treated water and are becoming a severe public health problem.These metals ions can be harmful to aquatic life,and water contaminated by toxic metal ions remains a serious public health problem for human health.Consequently ,it is urgent to find new technologies for removing heavy metal ions from wasterwater.The commonly used treatment of heavy metals ions pollution technology is adsorption method. As a highly branched, water-soluble monodisperse polymer, the amino-terminated hyperbranched polymer which is rich in amino and imino groups is grafted on the cellulose moleculas to make it insoluble in water. In this project, utilizing the bagasse cellulose, an abundant nature resouce in Guangxi, the amino-terminated hyperbranched cellulose was prepared by adopting the cellulose modification technology. The kinetic mechanisms were studied for its treating the mixture toxic heavy metal ions in wastewater. Provide the basis for the determination of wastewater treatment process. Characteristic analysis of modified celluose and the sediment after adsorpting process were carried out for offering evidence of its resource utilization. After the alkali pretreatment process, the bagasse was reacted with other chemical reagents like methyl glyoxylate, and ethanediamine in order to synthesis the amino-terminated hyperbranched cellulose.Then the modern analytical techniques such as FTIR,BET-N2 adsorption method,XRD and SEM,were used and were characterized by functional group,specific surface area,surface structure and morphology,etc.This project studied the impacts of the adsorbent dosage pH,contact time and other factors,and emphatically studied the adsorption thermodynamics and kinetics by static adsorption experiments,and the adsorption properties of Hg Pb,Cu,Zn ions in aqueous solution by amino-terminated hyperbranched celluose.
本项目利用广西丰富的蔗渣资源,采用纤维素改性技术,制备出端氨基超支蔗渣纤维素,并研究将其处理复合重金属废水的吸附热力学和动力学机理。以蔗渣为原料,经碱化、氧化处理制备双醛蔗渣;用甲基丙烯酸甲酯、乙二胺制备端氨基超支化合物,将其接枝到双醛蔗渣上,合成出端氨基超支蔗渣纤维素重金属吸附剂。采用扫描电镜、红外光谱、X 射线衍射、元素分析等对产物的结构和性质进行表征。将端氨基超支蔗渣纤维素应用于处理模拟含Hg、Pb、Cu、Zn 等复合重金属离子废水,考察单一和复合重金属离子的初始浓度、pH、投加量、温度等因素对去除率的影响。探究端氨基超支蔗渣纤维素对重金属离子的吸附特征,包括吸附参数、吸附热、吸附类型、吸附模型等机理。广西的冶矿采矿业重金属污染严重,本项目利用广西的特色资源蔗渣,研究重金属微污染的深度处理技术,为广西的重金属污染的深度治理,提供基础理论依据。

结项摘要

重金属污染的治理已经越来越受到广泛的关注。纤维素分子通过化学改性后可成为性能良好的吸附剂。针对含氮纤维素以及超支化合物的自身特点,选用蔗渣的氧化产物双醛蔗渣纤维素作为原料,设计并合成了一种含有端氨基超支化合物结构的蔗渣改性重金属吸附剂,对产物吸附重金属离子的吸附性能进行了研究。具体内容如下:. 制备出预处理产物碱蔗渣纤维素,制备出氧化产物双醛蔗渣纤维素。控制KIO4溶液的浓度为2.5g/L,溶液与碱蔗渣的浴比为30,体系pH介于2.0-2.5的范围内,且反应温度为45℃时,反应1小时。以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,合成出水溶性端氨基超支化合物,并通过醛基的胺化还原反应将其接枝在双醛蔗渣纤维素上,制备出端氨基超支化合物改性蔗渣纤维素。采用FTIR、SEM、XRD等对进行表征与分析。选取pH、金属离子初始浓度、吸附剂用量以及吸附时间作为研究对象,考察了四个变量对于HBPN-g-BC吸附铜镉离子性能的影响。吸附为近中性(pH=6-7);对浓度为10mg/L的铜或镉离子溶液,吸附剂投加量分别为0.1g/L和0.2g/L;产品对低浓度Cd2+或Cu2+的去除效率都比较高,对Cd2+的吸附30.0min内可达平衡,去除率达75%以上,而对于Cu2+的吸附在60.0min内达到平衡。. 用双醛纤维素与三乙烯四胺制备三乙烯四胺基纤维素并表征,对 Cu2+和Cr(Ⅵ)进行单一和混合离子的吸附研究。端氨基超支化纤维素对Cu2+、Cr(VI)的等温吸附过程可以用Langmuir、Freundlich和Temkin等温模型进行描述。 . 广西的冶矿采矿业重金属污染严重,本项目利用广西的特色资源蔗渣,研究重金属微污染的深度处理技术,为广西的重金属污染的深度治理,提供基础理论依据。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Bagasse Cellulose Grafted with an Amino-Terminated Hyperbranched Polymer for the Removal of Cr(VI) from Aqueous Solution
接枝氨基封端超支化聚合物的甘蔗渣纤维素用于去除水溶液中的 Cr(VI)
  • DOI:
    10.3390/polym10080931
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    ploymers
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lu Xia 夏璐;Zhonghang Huang 黄中航;Lei Zhong 钟磊
  • 通讯作者:
    Lei Zhong 钟磊
三乙烯四胺基蔗渣纤维素对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄中航;夏璐;邓啟敏
  • 通讯作者:
    邓啟敏
端氨基蔗渣纤维素对水中重金属离子微污染吸附的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    食品安全质量检测学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏璐
  • 通讯作者:
    夏璐
硫掺杂TiO_2光催化处理模拟废水Cr(VI)和2-萘酚
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏璐;李国磊;张博涵;邓啟敏
  • 通讯作者:
    邓啟敏
螯合改性蔗渣纤维素对Cr3+、Zn2+、Cd2+的吸附平衡与动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化工技术与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龚铸;黎明泊;夏璐
  • 通讯作者:
    夏璐

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其他文献

反导体系结构交战程序链评价模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏璐;邢清华
  • 通讯作者:
    邢清华
基于多因素的光催化降解动力学模型的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    化学试剂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;夏璐;鲁栋梁;金帅
  • 通讯作者:
    金帅
合成硫代氨基淀粉黄原酸盐及对Cu(Ⅱ)吸附实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    环境工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鲁栋梁;夏璐;王磊;卢彦越
  • 通讯作者:
    卢彦越
超声对软骨细胞凋亡、caspase-8和caspase-3表达的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013-09
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏璐;周君;陈世菊;何成奇
  • 通讯作者:
    何成奇
炎症性肠病患者血清巨噬细胞极化相关细胞因子水平及其意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    胃肠病学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏璐;孟晓弘;季明昉;方一;吴嘉釧;陈璐
  • 通讯作者:
    陈璐

其他文献

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夏璐的其他基金

硫代氨基多聚糖黄原酸盐的合成及吸附重金属离子的研究
  • 批准号:
    41061044
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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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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