兼具单价选择性和耐污染性能的阴离子交换膜构建及其微结构调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21676249
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0804.分离工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

By adopting the functional monomers which contain halogenated alkyl, the halogenated alkyl is introduced into the side chain of polymers by the way of homopolymerization or copolymerization with other functional monomers. Thus, polymers which have different compositions, structure units, and functional side groups are obtained. Anion exchange membranes could be developed through aminating the functional polymer membranes by using amine with different structures . The technology of cell membrane structure mimetic and azide anchor are used respectively on the membrane surface to construct a function layer, the modified membrane have the ability of monovalent selectivity and anti-fouling as well as long running stability. Effects of the method of functional layer structure and morphology and film forming conditions on the monovalent permselectivity anion exchange membrane performance (monovalent selectivity, anti-fouling properties, etc.) are investigated, the relationship between the function layer structure and properties are revealed; Theoretical models are established to discuss the interrelationship between the structure and properties of the modified membranes through applying the anion exchange membrane with functional modification for the electrodialysis concentration of reverse osmosis concentrated drainage. The controlling strategy on the microstructure of the functional modification structure and its performance is proposed. New materials and methods to prepare the monovalent ion selective exchange membrane were oriented into application.
从含卤代烷基的功能单体出发,采用均聚或与其他功能单体共聚的方式将卤代烷基引入到聚合物侧链上,合成不同组成、结构单元的含功能侧基的聚合物并成膜,然后用不同结构的胺对功能聚合物膜进行胺化制得阴离子交换膜基膜。分别采用仿细胞膜结构和叠氮锚定等技术在膜表面构筑功能层,使阴离子交换膜兼具单价选择性和耐污染性,同时具有长期运行稳定性。研究功能层构筑方法和成膜条件对单价离子选择性交换膜性能(单价选择性、耐污染性等)的影响,揭示功能层结构与性能的关系。将功能化改性的阴离子交换膜用于电渗析浓缩反渗透浓排水,建立理论模型,探讨功能化改性膜的结构与性能之间的内在关系,提出功能化改性的结构性能调控机制,为构建面向应用的单价离子选择性交换膜制备提供新材料和新方法。

结项摘要

电渗析技术浓缩海水制盐以及NaCl/ Na2SO4混盐分离过程中,膜污染是电渗析过程急需解决的问题。由于水体中存在荷负电的有机物,如表面活性剂、腐殖质、蛋白质等,其将与荷正电的阴离子交换膜表面产生静电吸附,导致阴离子交换膜的污染,从而造成膜面电阻增加,膜的分离选择性降低。而且,疏水性有机物与疏水性膜表面的相互作用同样也会造成膜的污染,因此,在赋予阴离子交换膜单多价选择性的基础上,需改善离子膜的耐污染性能。从含卤代烷基的功能单体出发,采用均聚或与其他功能单体共聚的方式将卤代烷基引入到聚合物侧链上,合成不同组成、结构单元的含功能侧基的聚合物并成膜,然后用不同结构的胺对功能聚合物膜进行胺化制得阴离子交换膜基膜。分别采用仿细胞膜结构和叠氮锚定等技术在膜表面构筑功能层,使阴离子交换膜兼具单价选择性和耐污染性,同时具有长期运行稳定性。调控功能层构筑方法和成膜条件对单价离子选择性交换膜性能(单价选择性、耐污染性等)的影响,调控功能层结构与性能的关系。将功能化改性的阴离子交换膜用于电渗析浓缩反渗透浓排水,建立理论模型,探讨功能化改性膜的结构与性能之间的内在关系,提出功能化改性的结构性能调控机制,为构建面向应用的单价离子选择性交换膜制备提供新材料和新方法。通过设计和构建单价选择性阴离子交换膜,揭示功能层构筑方法和成膜条件对阴离子交换膜性能(单价选择性、耐污染性等)的影响,阐明功能层调控膜结构和性能的内在本质,实现功能化改性阴离子交换膜兼具单价选择性和耐污染性,同时具有长期稳定性。

项目成果

期刊论文数量(39)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
One-pot approach to prepare internally cross-linked monovalent selective anion exchange membranes
一锅法制备内交联一价选择性阴离子交换膜
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2018.02.035
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Pan, Jiefeng;Ding, Jincheng;Shen, Jiangnan
  • 通讯作者:
    Shen, Jiangnan
Stable cycloaliphatic quaternary ammonium-tethered anion exchange membranes for electrodialysis
用于电渗析的稳定脂环族季铵系阴离子交换膜
  • DOI:
    10.1016/j.reactfunctpolym.2018.05.014
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    REACTIVE & FUNCTIONAL POLYMERS
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Jiang, Yuliang;Liao, Junbin;Shen, Jiangnan
  • 通讯作者:
    Shen, Jiangnan
Tunable Nanoscale Interlayer of Graphene with Symmetrical Polyelectrolyte Multilayer Architecture for Lithium Extraction
用于锂提取的具有对称聚电解质多层结构的可调纳米级石墨烯中间层
  • DOI:
    10.1002/admi.201701449
  • 发表时间:
    2018-03-23
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS INTERFACES
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhao, Yan;Shi, Wenhui;Shen, Jiangnan
  • 通讯作者:
    Shen, Jiangnan
Thermo- and pH-responsive graphene oxide membranes with tunable nanochannels for water gating and permeability of small molecules
具有可调纳米通道的热响应和 pH 响应氧化石墨烯膜,用于水门控和小分子渗透性
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2019.06.003
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu, Huawen;Zhu, Jiajie;Shen, Jiangnan
  • 通讯作者:
    Shen, Jiangnan
Surface Layer Modification of AEMs by Infiltration and Photo-Cross-Linking to Induce Monovalent Selectivity
通过渗透和光交联对 AEM 进行表面层修饰以诱导单价选择性
  • DOI:
    10.1002/aic.15975
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    AICHE JOURNAL
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Liu, Huimin;Jiang, Yuliang;van der Bruggen, Bart
  • 通讯作者:
    van der Bruggen, Bart

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    10.11949/0438-1157.20200821
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘元伟;董晨初;廖俊斌;王超;陈权;沈江南
  • 通讯作者:
    沈江南

其他文献

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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]
      
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