氨基化金属-有机骨架薄膜光催化降解有机污染物性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51578034
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31
  • 项目参与者:
    仇付国; 王鹏; 高士杰; 张佳; 徐道鑫; 张艳秋; 景焕平; 郭新兴; 赵晨;
  • 关键词:

项目摘要

Amine-functionalized metal-organic framework (MOF) thin films, with uneven surface and open network morphology, were prepared with related amine-ligands using electrochemical synthesis, to achieve high-efficient utilization of solar energy via their response wavelength red-shifting from UV light region to visible light region. In this proposal, the influence factors and corresponding control measures of thin film preparation will be investigated. The structure, morphology, element and properties of the as-prepared thin films will be characterized. The influence of the types and the initial concentrations of the selected organic pollutants, initial pH of the solution, added oxidants and their concentration and co-existing ions on the photocatalytic efficiency will be studied, along with the corresponding photocatalytic degradation mechanism, reaction pathway and kinetic behavior. We will also test the stability and repeatability of the as-prepared thin film, as well as determining their advantages and disadvantages via comparing with traditional photocatalyst thin film. The research MOFs as novel photocatalysts to achieve effective degradation of organic pollutants opens a new prospective and a feasible strategy for the wastewater treatment. To our best knowledge, few attentions were paid on the preparation of MOF thin film aiming to conduct photocatalytic degradation of organic pollutants. Our research group harvest much on the synthesis and application of MOF as photocatalyst, and recently, we had successfully prepared ZIF-8 thin film following the strategy stated in this proposal to achieve high efficiency degradation of organic pollutants. In all, from the scientific aspect, our achievements expected in this proposal will provide theoretical information on MOF thin film as photocatalyst to treat wastewater. And, the application of MOF thin film can avoid the difficulty of post-separation of powder photocatalysts, which spurs our research results possess prospective application.
采用电化学生长法制备由较大晶粒组成、表面起伏大、呈开放式网状形貌的氨基化金属-有机骨架(MOFs)薄膜,使其显示光催化性能的响应波长延长至可见光区,从而有效利用太阳能。探明影响薄膜制备的因素及调控措施,从结构、形貌、成分及性能方面对薄膜进行表征;研究目标降解物特性及初始浓度、pH、协同氧化剂种类和用量、共存离子等对降解效果的影响;探明该类薄膜光催化降解有机污染物的反应机理、途径及动力学行为;验证薄膜稳定性和可重复利用性,比较其与传统光催化剂薄膜光催化降解性能的优劣。MOFs作为光催化剂处理有机污染物在国内外均处起步阶段,制备该类薄膜更是鲜有先例。本课题组在合成具光催化性能的MOFs方面具备多年工作基础,已按申请书思路制备出该类薄膜并成功降解有机污染物,证明方法可行。本项目为批量制备氨基化MOFs薄膜处理含有机污染物的废水提供研究基础并解决粉体催化剂回用难之难题,具重要科学意义和实用价值。

结项摘要

为解决粉体MOFs催化剂使用后分离难、循环利用难等难题,本研究内容集中于制备不同种类的MOFs薄膜并用于批量处理含有机污染物废水提供基础研究。本研究采用电化学原位生长法、二次晶种法、聚多巴胺胶水法制备由较大晶粒组成、表面起伏大、呈开放式网状形貌的氨基化金属-有机骨架(MOFs)薄膜,使其显示光催化性能的响应波长延长至可见光区,从而有效利用太阳能。基本探明了影响薄膜制备的因素及调控措施,从结构、形貌、成分及性能方面对薄膜进行表征;研究了目标降解物特性及初始浓度、pH、协同氧化剂种类和用量、共存离子等对降解效果的影响;探明该类薄膜光催化降解有机污染物的反应机理、途径及动力学行为;验证薄膜稳定性和可重复利用性,比较其与传统光催化剂薄膜光催化降解性能的优劣。结果表明,薄膜形式能有效提高MOFs的水稳定性、光吸收效率,从而获得较高的光催化效率。MOFs薄膜不仅能光催化降解有机污染物,还能光催化还原Cr(VI),且能经受还原六价铬所需的强酸环境。MOFs薄膜光催化剂有效解决了粉体催化剂回收难、循环利用难的困境,可以持续使用,且保持高效率。MOFs作为光催化剂处理有机污染物在国内外均处起步阶段。总之,本项目为批量制备MOFs薄膜(UiO-66-NH2(Zr)、UiO-66-NH2(Hf)、ZIF-8、ZIF-67等)处理含有机污染物的废水提供研究基础并解决粉体催化剂回用难之难题,具重要科学意义和实用价值。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Research trend of metal-organic frameworks: a bibliometric analysis
金属有机框架研究动态:文献计量分析
  • DOI:
    10.1007/s11192-016-1986-2
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Scientometrics
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chong-Chen Wang;Yuh-Shan Ho
  • 通讯作者:
    Yuh-Shan Ho
Two 1D coordination polymers constructed from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid and 4,4'-bipyridine: hydrothermal syntheses and photocatalytic performance
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Transition Metal Chemistry
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Yan-Qiu Zhang;Chong-Chen Wang;Xin-Xing Guo;Peng Wang;Shi-Jie Gao
  • 通讯作者:
    Shi-Jie Gao
Facile fabrication and enhanced photocatalytic performance of visible light responsive UiO-66-NH2/Ag2CO3 composite
可见光响应 UiO-66-NH2/Ag2CO3 复合材料的简易制造和增强的光催化性能
  • DOI:
    10.1016/s1872-2067(19)63433-9
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Chinese Journal of Catalysis
  • 影响因子:
    16.5
  • 作者:
    Zhou Yun Cai;Xu Xue Yan;Wang Peng;Fu Huifen;Zhao Chen;Wang Chong Chen
  • 通讯作者:
    Wang Chong Chen
The facile fabrication of 2D/3D Z-scheme g-C3N4/UiO-66 heterojunction with enhanced photocatalytic Cr(VI) reduction performance under white light
轻松制备 2D/3D Z 型 g-C3N4/UiO-66 异质结,并在白光下增强光催化 Cr(VI) 还原性能
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.121944
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Yi Xiao Hong;Ma Si Qi;Du Xue Dong;Zhao Chen;Fu Huifen;Wang Peng;Wang Chong Chen
  • 通讯作者:
    Wang Chong Chen
Enhanced photocatalytic Cr(VI) reduction and diclofenac sodium degradation under simulated sunlight irradiation over MIL-100(Fe)/g-C3N4 heterojunctions
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  • DOI:
    10.1016/s1872-2067(18)63160-2
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS
  • 影响因子:
    16.5
  • 作者:
    Du, Xuedong;Yi, Xiaohong;Wang, Chong-chen
  • 通讯作者:
    Wang, Chong-chen

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王崇臣

其他文献

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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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