MOFs超高效吸附PPCPs及光控再生:性能及机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51878023
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 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

The research on the adoptive removal of Pharmaceutical and Personal Care Products (PPCPs) via metal-organic frameworks (MOFs) is emerging. The regeneration of MOFs saturated by PPCPs achieved by light irradiation is more attractive, due to the advantages like low energy consumption and organic solvents free. Also, the irradiation of light with specific wavelength might realize the adsorption of specific PPPCs, which is valuable in the concentration and separation of PPCPs matrix in environmental sample pretreatment. Considering the current demand of PPCPs removal from wastewater, this proposal is committed to design and synthesize new MOFs with ultra-high adsorption capacity toward PPCPs, which can be regenerated by light-controlled desorption property. The structure-property relationship of these MOFs will be investigated via the comparison of different adsorption capacities toward PPCPs. The influence factors like pH, initial concentration of adsorbate, adsorbent dosage and foreign ions will be studied. The corresponding adsorption isotherm models, kinetic behavior, thermodynamic parameters will be established and calculated. The possibility of light-controlled desorption (regeneration of MOF adsorbent) will be verified, in which the light wavelength and intensity will be calculated from the adsorption binding energy between MOF and specific PPCPs. Both the adsorption and desorption mechanisms will be clarified with the help of theoretical calculation and modern analytical instruments. The expected results of this proposal will provide solid basic study of MOFs as adsorbents with ultra-high adsorption capacity toward PPCPs, along with the new regeneration method of statured adsorbents via light-controlled desorption, which will tap a new door to both the MOFs and organic pollutants treatments.
MOFs用于吸附PPCPs的研究尚处于起步阶段,利用光控特性实现脱附再生的研究更不多见。利用光控脱附吸附质不仅能通过低耗能、无污染手段实现吸附剂再生,还可以通过调控某个波段光线实现特定种类污染物的脱附。基于去除废水中PPCPs这一目标,设计并合成具有超强吸附和光控再生能力的MOFs。研究不同结构MOFs吸附PPCPs的差异,确立构效关系;考察pH、吸附质初始浓度、吸附剂用量和盐度等因素对吸附效果的影响及交互作用规律;确立吸附剂对污染物的吸附模型、吸附动力学行为和吸附热力学参数。考察通过光控手段实现吸附剂再生的可能性,通过计算吸附剂与污染物吸附结合能确定光控再生所需光线波长和强度。通过计算和表征技术探明吸附剂吸/脱附污染物对应的机理。项目研究结果不仅为超高效吸附剂去除新兴有机污染物实际应用提供技术基础和理论依据,还能用于痕量有机污染物富集和分离等前处理,具有重要的科学意义和较高的实用价值。

结项摘要

MOFs及其复合物用于吸附PPCPs等污染物已经得到广泛研究,但是利用光控特性实现脱附再生的研究更不多见。利用光控脱附吸附质不仅能通过低耗能、无污染手段实现吸附剂再生,还可以通过调控某个波段光线实现特定种类污染物的脱附。基于去除废水中污染物这一目标,设计并合成具有超强吸附和光控再生能力的MOFs及MOFs复合物。研究了不同结构MOFs及复合物吸附污染物的差异,确立了构效关系;考察pH、吸附质初始浓度、吸附剂用量和盐度等因素对吸附效果的影响及交互作用规律;确立了吸附剂对污染物的吸附模型、吸附动力学行为和吸附热力学参数。通过计算吸附剂与污染物吸附结合能确定光控再生所需光线波长和强度,并确立了光控脱附的机理。项目研究结果不仅为超高效吸附剂去除新污染物实际应用提供技术基础和理论依据,还能用于痕量污染物富集和分离等前处理,具有重要的科学意义和较高的实用价值。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Efficient atrazine degradation via photoactivated SR-AOP over S-BUC-21(Fe): The formation and contribution of different reactive oxygen species
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  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2022.122864
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Zi-Chen Zhang;Fu-Xue Wang;Fei Wang;Chong-Chen Wang;Peng Wang
  • 通讯作者:
    Peng Wang
Peroxymonosulfate activation for effective atrazine degradation over a 3D cobalt-MOF: Performance and mechanism
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  • DOI:
    10.1016/j.jece.2022.109116
  • 发表时间:
    2022-12-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Li, Ya;Wang, Fei;Wang, Chong-Chen
  • 通讯作者:
    Wang, Chong-Chen
Photocatalysis activation of peroxodisulfate over the supported Fe3O4 catalyst derived from MIL-88A(Fe) for efficient tetracycline hydrochloride degradation
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  • DOI:
    10.1016/j.cej.2021.131927
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zhang Xiu-Wu;Wang Fei;Wang Chong-Chen;Wang Peng;Fu Huifen;Zhao Chen
  • 通讯作者:
    Zhao Chen
Construction of direct Z-scheme Bi5O7I/UiO-66-NH2 heterojunction photocatalysts for enhanced degradation of ciprofloxacin: Mechanism insight, pathway analysis and toxicity evaluation
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  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2021.126466
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Zhao Chen;Li Yang;Chu Hongyu;Pan Xi;Ling Li;Wang Peng;Fu Huifen;Wang Chong-Chen;Wang Zhihua
  • 通讯作者:
    Wang Zhihua
Superior removal of inorganic and organic arsenic pollutants from water with MIL-88A(Fe) decorated on cotton fibers
棉纤维上装饰的 MIL-88A(Fe) 能够出色地去除水中的无机和有机砷污染物
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2020.126829
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    CHEMOSPHERE
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Pang, Da;Wang, Chong-Chen;Zhao, Chen
  • 通讯作者:
    Zhao, Chen

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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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