废水中Cr(VI)快速光-电协同催化还原与Cr(III)资源回收研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51868051
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    41.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 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

This project will be carried out for cleaning up the technical bottleneck of suffering excess use of reductants and production of massive Chromium residue during the treatment of Cr(VI)-contaminated water. Three-dimensional Ti and W meshes are selected as the substrates for being anodized. TiO2 and WO3 nanotubes are grown from the Ti and W substrates. After that, calcination will be performed to change the crystalline of the as-prepared TiO2 and WO3, making them stable in acid or alkaline medium. Two dimensional superconductive materials of MoS2xSe2(1-x)(x=0~1) nanosheet or composite crystals based on the nanosheets are in-suit grown on the TiO2 and WO3 nanotubes. The resulted MoS2xSe2(1-x)/Ti(W) nets are with unique physic/chem properties and abundant yield of photo-electricity triggered electrons, which can be applied in fast reduction of Cr(VI). After that, a fixed-bed filled with sulfonated mesoporous carbon is combined. The resulting Cr(III) can be immobilized on the mesoporous carbon based on ion exchange. Then, sulfate acid as eluant is employed to regenerate the mesoporous carbon and produce Cr2(SO4)3 which will be served as raw materials in printing, electroplating and leathermaking, realizing the recovery of Cr(III). As both the 3D Ti and 3D W meshes are solid, soft and conductive substrates, They can be conveniently incorporated as a system core in an apparatus, suggesting a promising application future. The combined techonology can realize the cleaning treatment of Cr(VI) contaminated water with no toxic residue produced.
针对目前Cr(VI) 废水处理工艺中还原剂使用多、铬渣排放多的技术瓶颈,对比性选取耐酸耐碱的柔性三维网格钛(Ti)网、钨(W)网为基底电极,经阳极氧化-煅烧处理,应用异相水热晶体制备技术、在Ti、W网格表面原位生长富电子二维MoS2xSe2(1-x)(x=0~1)超导层。在太阳光激发与外加偏压(<2V)共同驱动下,使其具备高电子产量特性,快速还原水体中的Cr(VI)。以大比表面积磺酸化介孔碳微球组装流动床,基于离子交换原理吸附固定生成的Cr(III),随后经硫酸酸洗再生;洗脱液经蒸发-结晶生成Cr2(SO4)3,实现Cr(III)元素资源回收。三维Ti、W网兼具柔韧性与导电性,能便捷组装入电路,构建光电化学反应器件,与介孔碳流动床联合应用,避免了常规Cr(VI)处理中铬渣的生产与存放弊端。本研究将为光-电催化技术在Cr污染水体的清洁处理提供基础研究数据,为实际应用提供理论指导。

结项摘要

项目针对传统工艺去除废水中六价铬时化学还原剂使用多、无选择性、产生铬渣成分复杂难回收的技术难题,另针对复杂废水中污染物在氧化还原转化中存在的电子转移无序自耗、有效作用率低、环境生态风险消除难的技术瓶颈,突破以传统还原剂/氧化剂为活性物质的传统思路,设计全固态、自支撑纳米光/电极,通过界面结构及电子通道调控光/电纳米催化系统电子的有序迁移与流动,以电子为“清洁还原剂”还原高毒六价铬为三价铬,并通过吸附固定Cr(III)-酸洗再生电极-回收硫酸铬工艺流程,实现水体中总铬的去除、回收;以光激发诱导产生的氧自由基为“清洁氧化剂”与典型水体内分泌干扰污染物的深度脱毒。主要成果包括:(1)设计制备以柔性导电固态金属钛、钨、镍等为基底,具有光电催化、电催化活性的功能电极:MoSe2/TiO2,TiO2/C,Ti3+/TiO2、WO3、MoS2/WO3、Cu2WS4、MoS2/Ni2S3、Pd/UiO-66、Fe/Ni-MIL(53);(2) 阐明了界面电子通道形成的物化原理,促进光生电对有效分离,导流电子有序定向传输,提升电子还原六价铬、自由基深度去除内分泌干扰污染物的效能;(3)优化了反应催化界面电子和活性自由基浓度、寿命、迁移速率,明析了电荷可控调制传递的作用原理,揭示了光/电催化体系高效除水体污染物的电子还原规律、自由基氧化机制,阐释了活性物种脱除污染物环境毒性的微观机理。共发表学术论文9篇,其中SCI1区论文4篇;授权发明专利3项,实用新型专利1项,培养硕士研究生8人。相关研究为低能耗、高效率水处理纳米技术的发展提供理论数据与技术参考。

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(4)
自稳定 p 型 Cu2WS4 多面体催化剂高效光催化还原 Cr(VI) 的性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    南昌航空大学学报:自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余潇;罗燕燕;位志辉;黎洁;肖辉;杨丽霞;罗胜联
  • 通讯作者:
    罗胜联
Eliminating Thiamphenicol with abundant H and •OH generated on a morphologically transformed Co3O4 cathode in electric field
电场中形态转变的 Co3O4 阴极上产生丰富的 H 和 OH,消除甲砜霉素
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2022.122411
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Wei Zhihui;Li Jie;Yang Lixia;Liu Siyu;Li Haicheng;Lu Mingxia;Ying Tiantian;Luo Yan;Li Kexin;Chen Zhenglin;Zhang Xiuping;Luo Shenglian
  • 通讯作者:
    Luo Shenglian
Direct Z-scheme MoSe2 decorating TiO2 nanotube arrays, photocatalyst for water decontamination
直接 Z 型 MoSe2 装饰 TiO2 纳米管阵列,用于水净化的光催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2018.12.130
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Zheng Xutong;Yang Liming;Li Yaobang;Yang Lixia;Luo Shenglian
  • 通讯作者:
    Luo Shenglian
An all-in-one photocatalyst: Photocatalytic reduction of Cr(VI) and anchored adsorption of Cr(III) over mesoporous titanium@sulfonated carbon hollow hemispheres,
一种一体化光催化剂:在介孔钛@磺化碳空心半球上光催化还原 Cr(VI) 并锚定吸附 Cr(III),
  • DOI:
    10.1016/j.jece.2022.107864
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Zheng Lingyi;Chen Zhenglin;Han Jingsong;Wei Zhihui;Yang Lixia;Lu Mingxia;Ma Tianzhu;Yang Liming
  • 通讯作者:
    Yang Liming
Oxygen vacancy/Ti3+ engineered TiO2 nanotube arrays prepared by in-situ exfoliation with H-2 bubbles: A visible-light-driven self-supporting photocatalyst for detoxfication of chloraphenicol
通过 H-2 气泡原位剥离制备氧空位/Ti3 工程 TiO2 纳米管阵列:一种可见光驱动的自支撑光催化剂,用于氯霉素解毒
  • DOI:
    10.1016/j.jece.2021.106670
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Li Jie;Cheng D;an;Chen Zhenglin;Yang Lixia;Zheng Lingyi;Wei Zhihui;Ma Tianzhu;Zhang Jie;Luo Yan
  • 通讯作者:
    Luo Yan

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

慈溪市四镇农地转用过程中农户福利变化的定量测度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国土地科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苑韶峰;杨丽霞;王庆日
  • 通讯作者:
    王庆日
Determination of trace total inorganic arsenic by hydride generation atomic fluorescence spectrometry after solid phase extraction-preconcentration on aluminium ...
固相萃取-富集铝基氢化物发生原子荧光光谱法测定痕量总无机砷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Microchimica Acta
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    罗旭彪;涂新满;罗胜联;杨丽霞
  • 通讯作者:
    杨丽霞
无症状重度主动脉瓣狭窄的诊断标准和评估 方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    心肺血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马晓腾;吕赛;申华;王志坚;高霏;杨丽霞;刘晓丽;刘宇扬;史冬梅;周玉杰
  • 通讯作者:
    周玉杰
改性蒙脱土对刚果红的吸附性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    化工矿物与加工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨丽霞;刘 娜;赵斯琴;长 山
  • 通讯作者:
    长 山
浙江县域土地经济效益空间格局演变及驱动因素研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    长江流域资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏浩;苑韶峰;杨丽霞
  • 通讯作者:
    杨丽霞

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

杨丽霞的其他基金

自支撑铋基光触媒晶体氧空位增速甲苯高效酚化-抑苯机制研究
  • 批准号:
    52260016
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
电场诱导全固态Cu基光电极定向捕集-光电协同去除VOCs机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
太阳能电助柔性TiO2 NTs/graphen/NBS网布制备及其净化污染物应用研究
  • 批准号:
    51478214
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于有机污染物高效吸附-降解的二氧化钛基复合功能纳米材料研究
  • 批准号:
    51008149
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    21.0 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