核壳结构铁铝双金属材料制备及其对土壤氯代烃类污染物的还原机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41701367
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0701.环境土壤学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

It was well reported that the reductive dechlorination induced by zero-valent iron is one of the best ways for chlorinated hydrocarbon degradation and remediation. However, there is a phenomenon that the zero-valent iron is prone to oxidation and agglomeration of particles. Studies have shown that bimetallic materials can improve the reducibility of zero valent iron, but there are still a lot of scientific problems that have not been clarified. In theory, iron and aluminum can constitute the original battery to improve the reduction performance of zero-valent iron, so this project takes Iron/Aluminium composite as the object to explore the means and mechanism of reduction process. The chlorinated hydrocarbon could be absorbed by Iron/Aluminium composite with core-shell structure in soil environment. The proposal aimed to load zero-valent iron to the surface of aluminum by different methods. With the optimal preparation method, the Iron/Aluminium composite is used to degrade chlorinated hydrocarbon soil. The mechanism of chlorinated hydrocarbon degradation on the surface of Iron/Aluminium composite were studied by investigating the composite with scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) before and after the degradation of chlorinated hydrocarbon. With the pot experiments the mechanism, the environmental behavior, the degradation product were detected using HPLC-MS and the degradation pathway could be researched.
现有研究表明零价铁还原是氯代烃类污染物环境降解的最佳途径之一,但是零价铁存在表面易于氧化和颗粒易团聚等问题。双金属材料是改善零价铁的还原性能的有效方式之一,但尚有诸多科学问题没有阐明,其降解效率的提升机制也不清晰。铁铝结合可构成原电池,理论上具有提升零价铁的还原性能的可行性,所以本项目以“铁铝”复合为对象,探讨零价铁还原能力的提升手段和机制。研究中将制备核壳结构铁铝双金属材料,优化制备方法,分析不同材料对氯代烃的降解能力;通过材料表面特征、元素分析、物质构成在反应前后的差异,明确氯代烃类污染物在核壳结构铁铝双金属材料表面的反应机制;通过降解产物分析,推断污染土壤修复过程中氯代烃类污染物的代谢途径;利用盆栽实验评估环境安全性,最终构建“材料制备方法-材料结构表征-土壤环境修复效果-反应机制与降解途径-生态效应提升”五者之间的科学关系,为氯代烃类污染土壤的修复提供理论支持和技术方法。

结项摘要

零价铁为当前环境修复的热点材料,但零价铁存在表面易氧化和颗粒易团聚等问题。双金属材料是改善零价铁还原性能的有效方式之一,但尚有诸多科学问题没有阐明,其降解效率的提升机制也不清晰。所以本项目以“铁铝”复合为对象,探讨零价铁还原能力的提升手段和机制。首先,采用化学沉积法制备铁铝双金属材料,并提出铁铝双金属材料还原降解六价铬的主要机理包括铁铝原电池效应、零价金属还原性、形成铁铬共沉淀物三方面。第二、通过正交实验、去除实验、反应后材料表征等手段得出铁铝双金属材料去除水中新型非甾体类污染物双氯芬酸的去除效果良好,降解机理主要为超声空化作用产生强氧化自由基、芬顿及类芬顿反应两个方面,并评估修复过程中可能产生的负效应,为水环境中双氯芬酸去除提供新思路及有效方法。第三、材料设计目的为应用材料解决实际问题,故本研究优化原有铁铝双金属材料,合成CA铁铝双金属微球材料,可在特定环境中对污染物实现智能修复,并分析所制材料对水中四氯化碳的去除效果及降解机制,为环境氯代烃修复实施提供理论支持。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Polyethylene glycol-stabilized nano zero-valent iron supported by biochar for highly efficient removal of Cr(VI)
生物炭负载的聚乙二醇稳定的纳米零价铁可高效去除 Cr(VI)
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2019.109902
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Wu Huihui;Wei Wenxia;Xu Congbin;Meng Yue;Bai Wenrong;Yang Wenjie;Lin Aijun
  • 通讯作者:
    Lin Aijun
Neonicotinoids caused oxidative stress and DNA damage in juvenile Chinese rare minnows (Gobiocypris rarus)
新烟碱类杀虫剂对中国稀有鲦鱼 (Gobiocypris rarus) 幼鱼造成氧化应激和 DNA 损伤
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2020.110566
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Tian Xue;Hong Xiangsheng;Yan Saihong;Li Xiaoliang;Wu Huihui;Lin Aijun;Yang Wenjie
  • 通讯作者:
    Yang Wenjie
Immobilization of heavy metals in vegetable-growing soils using nano zero-valent iron modified attapulgite clay
纳米零价铁改性凹凸棒石粘土固定化蔬菜土壤重金属
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2019.05.330
  • 发表时间:
    2019-10-10
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Xu, Congbin;Qi, Jia;Lin, Aijun
  • 通讯作者:
    Lin, Aijun
Preparation of a novel iron-based biochar composite for removal of hexavalent chromium in water
新型铁基生物炭复合材料的制备用于去除水中六价铬
  • DOI:
    10.1007/s11356-019-06954-6
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Qin, Luyao;He, Li;Lin, Aijun
  • 通讯作者:
    Lin, Aijun
Preparation of Activated Carbon Supported Bead String Structure Nano Zero Valent Iron in a Polyethylene Glycol-Aqueous Solution and Its Efficient Treatment of Cr(VI) Wastewater
聚乙二醇水溶液中活性炭负载珠串结构纳米零价铁的制备及其高效处理Cr(VI)废水
  • DOI:
    10.3390/molecules25010047
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    MOLECULES
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Jiao, Chunlei;Tan, Xiao;Yang, Wenjie
  • 通讯作者:
    Yang, Wenjie

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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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