微纳结构的纤维素/纳米氧化锆杂化材料的制备及其对水中微污染物的吸附性能研究

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基本信息

  • 批准号：
    21407152
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    于晓琳
  • 依托单位：
    中国科学院化学研究所
  • 学科分类：
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The treatment method for the removal of micropollutants in the drinking water is a major research topic for the national vital demand due to the micropollutants adverse impacts on human health. The current project aims to synthesize the hybrid materials with different micro/nano structure for micropollutants removal by a facile one-step co-precipitation using NaOH/urea aqueous solution for cellulose dissolution. The cellulose will be used as carrier, and NaOH in the solvent will directly act as precipitant to render the zirconium oxide nanoparticles immobilization within the inner surface of the granular cellulose carrier. The size and distribution of zirconium oxide nanoparticles can be tailored in the preparation process. To explore the influence of different micro/nano structure on adsorption behavior and reveal the adsorption mechanism of micropollutants, the efficiently capture and removal process will be investigated. This research can not only make good use of the synergistic effects of cellulose and zirconium oxide nanoparticles on adsorption process, simplify the preparation process and reduce the preparation cost, but also solve the problem of the aggregation, loss and second pollution of the nanoparticles as well as provide the foundation for the macro preparation and the practical water treatment application.
饮用水中微污染物严重威胁广大人民群众的生活与健康，因而发展高效的微污染物去除方法是目前面向国家需求的重大研究课题。本项目拟以纤维素为载体，直接利用溶剂NaOH/尿素水溶液中的NaOH为沉淀剂，一步法在纤维素颗粒内表面原位生成氧化锆纳米粒子，实现氧化锆纳米粒子在纤维素上的固定，并通过调控氧化锆纳米粒子在纤维素颗粒内表面的尺寸、分布得到不同微纳结构的杂化材料。通过研究该杂化材料对微污染物的高效俘获和去除的过程，探索不同微纳结构对吸附行为的影响规律，揭示杂化材料吸附水中微污染物的机制，进而指导优化功能材料的设计。本项目的开展不仅可以发挥纤维素和氧化锆纳米粒子的协同吸附作用，简化制备过程，降低制备成本，而且可以解决水处理过程中纳米粒子的团聚、流失和二次污染的问题，为纳米吸附材料的宏量制备和实际水处理应用奠定基础。

结项摘要

项目采用简单水热法合成了ZrO2纳米粒子，基于尿素/NaOH水体系溶解纤维素，混合上述得到的纳米粒子及纤维素溶液，经挤出到H2SO4和Na2SO4凝固浴中得到微纳结构的cellulose@ZrO2杂化材料，系统的对杂化材料进行了表征，并对其氟离子的吸附性能和机理进行了研究。结果表明ZrO2纳米粒子能够均匀分散在纤维素载体中，并且ZrO2纳米粒子的形貌能够得到保持，ZrO2在杂化材料中的含量与实际投料量相符。吸附性能结果显示氟离子吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir等温模型，pH值对吸附过程影响较大，磷酸根离子的存在严重抑制氟离子的吸附，其他共存离子影响相对较小。杂化材料中ZrO2相比纯ZrO2纳米粒子具有更好的氟吸附效果，表明纤维素基体起到了很好的分散作用，能够促进ZrO2纳米粒子暴露出比纯ZrO2纳米粒子更多的吸附活性位，因而促进氟吸附量的提高。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
One-step fabrication and characterization of hierarchical MgFe2O4 microspheres and their application for lead removal
分级MgFe2O4微球的一步制备、表征及其除铅应用
  • DOI：
    10.1016/j.micromeso.2015.01.023
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Microporous and Mesoporous Materials
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Kang Dongjuan;Yu Xiaolin;Ge Maofa;Song Weiguo
  • 通讯作者：
    Song Weiguo
Highly active and stable interface derived from Pt supported on Ni/Fe layered double oxides for HCHO oxidation
由负载在 Ni/Fe 层状双氧化物上的 Pt 衍生的高活性和稳定界面，用于 HCHO 氧化
  • DOI：
    10.1039/c7cy00154a
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Lin Mengya;Yu Xiaolin;Yang Xueqin;Li Kezhi;Ge Maofa;Li Junhua
  • 通讯作者：
    Li Junhua
Removal of fluoride from aqueous solution by Mg-Al-Zr triple-metal composite
Mg-Al-Zr三金属复合材料去除水溶液中的氟化物
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2017.03.155
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Wang Mei;Yu Xiaolin;Yang Chongling;Yang Xueqin;Lin Mengya;Guan Litao;Ge Maofa
  • 通讯作者：
    Ge Maofa
Synthesis and characterization of Mg-Fe-La trimetal composite as an adsorbent for fluoride removal
除氟吸附剂Mg-Fe-La三金属复合材料的合成与表征
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2014.11.130
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Wang Jian;Kang Dongjuan;Yu Xiaolin;Ge Maofa;Chen Yuantao
  • 通讯作者：
    Chen Yuantao
Novel Al-doped carbon nanotubes with adsorption and coagulation promotion for organic pollutant removal
具有吸附促凝作用的新型掺铝碳纳米管去除有机污染物
  • DOI：
    10.1109/ner.2015.7146631
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Environmental Sciences
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Kang Dongjuan;Yu Xiaolin;Ge Maofa;Xiao Feng;Xu Hui
  • 通讯作者：
    Xu Hui

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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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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