Cd(II)在NH2-Agar/PSS双网络水凝胶上的吸附行为及资源化工艺研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51708204
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    周贵寅
  • 依托单位：
    湖南工业大学
  • 学科分类：
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 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

Heavy metal pollution caused by the indiscriminate disposal of toxic heavy metal wastewater has become one of the serious water environmental issues. This project examines the problems of the industrial effluent purification and resource recovery in China. In this research a new type of NH2-Agar/PSS double-network hydrogel sorbent will be developed by designing two independent networks of Agar and PSS, which aim at fulfilling the efficient removal and resource recovery of heavy metal ions and the fast separation and regeneration of sorbents. Simultaneously, the structure of energy dissipation attribute will be designed to examine the synergy of two mechanisms: crack bridging by the network of covalent crosslinks, and hysteresis by unzipping the network of ionic cross-links. Subtly taking control of interface structure and macroscopic morphology, endowing multifunctional features for the good mechanical properties and swelling property, effectively strengthen intraparticle diffusion and all adsorption sites can be fully exposed. Furthermore, the diffusion process, adsorption behavior and the structure-activity relationship between the DN hydrogel and adsorption performance will be in-depth studied. The regeneration of sorbents and recycling capacity of heavy metal ions will be evaluated through the large-scale adsorption and separation technology; in addition, the technical process for large-scale industrial wastewater treatment will be built. The research results will provide the studies on wastewater treatment by DN hydrogel and resource utilization with some theoretical basis and technical supports.
工业废水的非达标排放使重金属污染已成为严重的水环境问题之一。由于传统吸附材料难以对废水中Cd(II)实现高效去除和资源化回收，本申请针对以上问题，拟通过对Agar和PSS两种独立网络的设计，构建出刚性难溶Agar分子链和柔性易溶PSS分子链互穿及共价键、离子键协同能量耗散结构，开发出新型NH2-Agar/PSS双网络凝胶吸附材料。相比传统吸附剂，该双网络凝胶具有优良的稳定性，较快内扩散及吸附位点充分暴露等特征，以实现吸附剂有效利用再生、Cd(II)高效去除和资源化回收等目标。本项目还将深入研究Cd(II)在凝胶内部的扩散迁移及吸附行为机制，系统阐述双网络凝胶吸附剂与吸附性能之间的构效关系，并通过动态吸附-脱附工艺评价双网络凝胶的再生和Cd(II)的资源化回收能力。项目研究成果可望为双网络凝胶对Cd(II)的吸附行为、构建规模化处理技术工艺，提供一定的理论依据和技术支持。

结项摘要

工业废水的非达标排放使重金属污染已成为严重的水环境问题之一。由于传统吸附材料难以对废水中Cd(II)实现高效去除和资源化回收，本申请针对以上问题，拟通过对Agar和PSS两种独立网络的设计，构建出刚性难溶Agar分子链和柔性易溶PAA分子链互穿及共价键、离子键协同能量耗散结构，开发出新型NH2-Agar/PAA双网络凝胶吸附材料。相比传统吸附剂，该双网络凝胶具有优良的稳定性，较快内扩散及吸附位点充分暴露等特征，以实现吸附剂有效利用再生、Cd(II)高效去除和资源化回收等目标。本项目还将深入研究Cd(II)在凝胶内部的扩散迁移及吸附行为机制，系统阐述双网络凝胶吸附剂与吸附性能之间的构效关系，并通过动态吸附-脱附工艺评价双网络凝胶的再生和Cd(II)的资源化回收能力。项目研究成果可望为双网络凝胶对Cd(II)的吸附行为、构建规模化处理技术工艺，提供一定的理论依据和技术支持。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Design of low temperature-responsive hydrogels used as a temperature indicator
用作温度指示剂的低温响应水凝胶的设计
  • DOI：
    10.1016/j.polymer.2019.04.052
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Polymer
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Tang Li;Gong Liang;Zhou Guiyin;Liu Lingyun;Zhang Dong;Tang Jianxin;Zheng Jie
  • 通讯作者：
    Zheng Jie
新型水凝胶高效吸附废水中Cd(Ⅱ)的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    包装学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周贵寅;黄剑敏;蒋玉香;黄灵;李瑶;缪楚宇;汤建新
  • 通讯作者：
    汤建新
Bioleaching Characteristics of Heavy Metals from Polluted Soil with Indigenous Aspergillus niger F2
本土黑曲霉F2对污染土壤重金属的生物淋滤特性
  • DOI：
    10.1166/jbmb.2019.1864
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF BIOBASED MATERIALS AND BIOENERGY
  • 影响因子：
    0.5
  • 作者：
    Deng, Xinhui;Chen, Runhua;Shi, Yan
  • 通讯作者：
    Shi, Yan
Preparation of ultrahigh-water-content nanofiber composite hydrogel for Cd2+ removal
超高含水量纳米纤维复合水凝胶的制备用于去除Cd2
  • DOI：
    10.1002/jctb.6636
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Chemical Technology & Biotechnology
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Jue Hu;Xin Huang;Jianmin Huang;Guiyin Zhou;Thein Tun;Jianxin Tang;Sihua Liu
  • 通讯作者：
    Sihua Liu
Versatile fabrication of ordered cellular structures double network composite hydrogel and application for cadmium removal
有序蜂窝结构双网络复合水凝胶的多功能制备及其除镉应用
  • DOI：
    10.1016/j.jct.2019.105918
  • 发表时间：
    2020-02-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF CHEMICAL THERMODYNAMICS
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Tang, Jianxin;Huang, Jianmin;Liu, Sihua
  • 通讯作者：
    Liu, Sihua

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其他文献

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周贵寅的其他基金

微流控技术构建双网络微凝胶及其重金属吸附机制和处理工艺研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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

        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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