天然碳材料中持久性自由基形成机制及其介导典型溴代阻燃剂转化机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41807347
  • 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:
    D0707.环境地球化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The transformation, fate, and ecotoxicity of brominated flame retardants (BFRs) in environment has been highly concerned due to their toxicity bioaccumulation and long-distance migration. Carbon materials, which are ubiquitous existence in natural environments, have been widely used in the removal of organic and inorganic contaminants for their excellent adsorption abilities. Recent studies indicated that carbon materials could directly or indirectly influence the migration and transformation of emerging organic contaminants (EOCs) for their abundant persistent free radicals (PFRs). Unfortunately, the serious lack of efficient in situ experimental techniques makes it difficult to understand the formation and transformation mechanism of PFRs in carbon materials. In this study, various carbon materials containing different kinds of PFRs were synthesized to systemically investigate the formation mechanism of PFRs with laser flash photolysis, electron spin resonance, three-dimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy, and solid-state nuclear magnetic resonance. The degradation of BFRs mediated by PFRs in carbon materials was investigated simultaneously to clarify the interaction mechanism between PFRs and BFRs. The quantum chemical calculations and intermediate products analysis will be applied to reveal the degradation mechanism of BFRs and the computational toxicology will be further utilized to investigate the toxicity of degradation intermediates. Simultaneously, the influence of light on the degradation of BFRs in the presence of carbon materials will be studied with laser flash photolysis. This study will not only help us to understand the formation and transformation of PFRs in carbon materials and the interaction mechanism between EOCs and carbon materials, but also the further utilization of carbon materials in natural environment for the remediation of environment contamination and the protection of environmental health.
溴代阻燃剂作为一类典型新兴有机污染物,在自然环境中的迁移、归趋和生态毒性备受关注。天然碳材料因含有大量持久性自由基,能直接或间接参与新兴有机污染物的迁移转化过程。但是持久性自由基的形成和转化机理及其与污染物的相互作用机制尚未明晰,且缺乏有效的原位监测手段。本研究利用激光闪光光解仪原位监测持久性自由基的动力学形成过程,并结合电子顺磁共振等现代表征技术,系统研究其形成机理;以溴代阻燃剂为模型污染物,揭示其与持久性自由基的相互作用机制,结合量子化学计算和中间产物实验检测,阐明其降解路径,并采用计算毒理学揭示降解产物毒性演变特征;分析体系中电子转移和活性物种形成路径,在分子水平上揭示持久性自由基的转化机制;同时利用激光闪光光解仪研究不同波段光照对持久性自由基形成和转化以及溴代阻燃剂降解过程的影响,揭示光照和天然碳材料的协同作用机制,以期进一步深入理解碳材料对环境水体中新兴有机污染物迁移转化的影响。

结项摘要

本项目制备了多种碳材料,并研究了影响碳材料中持久性自由基类型和浓度的关键因素,同时分析了持久性自由基和碳材料表面官能团对其活性的影响。碳中心自由基和表面羟基在是影响碳材料活性的关键因素。同时研究了甲草胺在紫外光下的光化学降解机理,并揭示了生物炭对甲草胺光化学转化过程的影响机制。借助激光闪光光解仪研究了甲草胺的光化学降解动力学,并鉴别了光化学降解过程中的瞬态中间产物。同时利用制备液相色谱分离出了甲草胺光化学降解的中间产物,结合液相色谱飞行时间质谱联用仪和核磁共振仪确定了降解产物的结构,从而更清晰的阐明了甲草胺直接光化学降解的途径和机理。总结了生物炭在环境污染修复、土壤改良和应对全球气候变化等环境应用方面的研究报道,系统分析了生物炭制备和使用过程中可能造成的环境危害和生态风险。研究了不同温度(300、500和700 ℃)下合成的三种生物炭和抗生素青霉素钾对黑麦草生长的协同作用机制。研究了生物炭和青霉素钾共同作用下,黑麦草根长、株高、生物量和抗氧化酶活性的变化,并与生物炭或青霉素钾单独暴露下的生长状况对比,阐明生物炭对抗生素青霉素钾毒性的影响。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
生物炭环境应用过程中的生态和健康风险研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦雅鑫;李桂英;安太成;杨志峰
  • 通讯作者:
    杨志峰
Highly efficient and selective photoreduction of CO2 to CO with nanosheet g-C3N4 as compared with its bulk counterpart
与块状对应物相比,纳米片 g-C3N4 可高效、选择性地将 CO2 光还原为 CO
  • DOI:
    10.1016/j.envres.2021.110880
  • 发表时间:
    2021-02-19
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL RESEARCH
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Qin, Yaxin;Dong, Guohui;An, Taicheng
  • 通讯作者:
    An, Taicheng

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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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