含高密度胺基新型凹土基吸附材料的制备及其吸附性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21276101
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    78.0万
  • 负责人：
    赵宜江
  • 依托单位：
    淮阴师范学院
  • 学科分类：
    B0804.分离工程
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Heavy metal pollution has become one of the most serious environmental problems today. The treatment of heavy metals is of special concern due to their recalcitrance and persistence in the environment. Adsorption is now recognized as an effective and economic method for heavy metal wastewater treatment. The adsorption process offers flexibility in design and operation and in many cases will produce high-quality treated effluent. In addition, selective adsorption of special heavy metals in wastewater will recovers and reuses the metals. Quite evidently, high performane functional adsorbent would be play a key role in the technology. .In this project, a novel functional adsorption material and preparation method is proposed. The material contains high density of amine group and is prepared by grafting polyamidoamine dendrimers on attapulgite nanofiber. Main attentions are paid to the effects of preparation conditions on the structure of the new adsorbent. The relationship between the adsorbent structure and its surface properties and adsorptive properties are also investigated based on instrumental analysis and theoretical calculation using Materials Studio program. The adsorption and desorption mechanisms of the adsorbent are studied. The treatment process of wastewater containing heavy metals based on new material adsorption is investigated. .The research will provide a new material for treatment of the heavy metal wastewater and reuse of heavy metals. The results will also provide a theoretical and technical basis for design, preparation and application of functional adsorption materials made from low-cost natural clay.
引入特定功能组分构建选择性吸附体系，来实现重金属离子选择性吸附分离，既防止环境污染，还能实现资源化回收，显然，高性能吸附材料是关键。项目基于凹土独特的纳米棒晶结构，通过接枝聚酰胺-胺(PAMAM)树状分子作为功能基团，设计制备对重金属离子高效吸附的新型吸附材料-表面含高密度胺基的PAMAM/凹土吸附材料。重点研究新型吸附材料的制备方法；考察制备条件对材料结构的影响，结合仪器表征和Materials Studio 4.1软件的理论计算，探讨材料结构与其表面性质和吸附性能之间的关联性，揭示其对重金属离子的吸附和脱附机理；对基于新材料的重金属废水吸附处理过程进行研究。项目创新性地提出含高密度胺基凹土吸附材料的概念和制备新思路，制备具有树状结构的高胺基密度凹土吸附材料，提高材料对重金属离子的吸附效率和胺基利用率。研究成果将为基于低成本天然粘土的功能化吸附新材料的设计、制备和应用提供理论和技术基础。

结项摘要

引入特定功能组分构建选择性吸附体系实现重金属离子选择性吸附分离，既防止环境污染，还能实现资源化回收，显然，高性能吸附材料是关键。项目基于凹土独特的纳米棒晶结构，通过接枝聚酰胺-胺(PAMAM)树状分子作为功能基团，设计制备对重金属离子高效吸附的新型吸附材料-表面含高密度胺基的PAMAM/凹土吸附材料。通过氨基硅烷改性凹土，利用氨基功能化凹土基吸附材料表面的活性位点，实现PAMAM在凹土表面的固定化，制备出0.5~4.0代PAMAM-ATP复合吸附材料，系统研究研究了1.0~4.0代PAMAM-ATP复合吸附材料的吸附性能。氨基功能化凹土基吸附材料与丙烯酸甲酯进行迈克尔加成反应合成ATP-G0.5复合材料，确定4.0g氨基功能化凹土基吸附材料与88.8mmol丙烯酸甲酯在50°C反应24h，复合材料的吸附性能最好。通过ATP-G0.5与乙二胺进行酰胺化反应合成ATP-G1.0复合吸附材料的制备条件考察，得到2.1g按上述条件制备的ATP-G0.5复合材料与179.3mmol乙二胺在50°C反应48h，复合材料的吸附性能最好。XPS分析表明，随着整代产品代数的增加，其相应的端胺基也逐步增加，因而氮含量也增加。以胺基为端基的ATP-G0、ATP-G1、ATP-G2、ATP-G3、ATP-G4整代产品对Pb2+和活性红3BS的吸附性能呈逐渐递增的趋势，且显示了其优良的吸附性能，随着代数的增加，其对Pb2+和活性红3BS的吸附性能大大提高。吸附剂对Pb2+和活性红3BS吸附过程符合拟二级动力学方程，吸附等温线符合Langmuir方程。20°C时的ATP-G0、ATP-G1、ATP-G2、ATP-G3、ATP-G4五种吸附剂对Pb2+的饱和吸附量分别为68.5、151.1、196.5、389.1和694.4 mg/g，20°C时的ATP-G1、ATP-G2、ATP-G3、ATP-G4四种吸附剂对活性红3BS的饱和吸附量分别为69.930mg/g、121.951mg/g、242.718mg/g、322.581mg/g。。对Pb2+/Hg2+、Pb2+/Cd2+、Pb2+/Hg2+/Cd2+混合金属离子溶液中， ATP-G4对Pb2+具有很好的选择性吸附性能，其竞争吸附能力依次为Pb2+＞Hg2+＞Cd2+。研究结果为重金属离子选择性分离回收和印染废水处理提供材料和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（8）
专利数量（0）
氨基化凹土对水中焦性没食子酸的吸附
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    环境工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛爱莲;周守勇;赵宜江;陈智栋
  • 通讯作者：
    陈智栋
聚甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯高吸油树脂的制备及其吸油性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    高校化学工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴奎;褚效中;周守勇;赵宜江;邢卫红
  • 通讯作者：
    邢卫红
Adsorption and separation of carbon dioxide and methane in new zeolites using the Grand Canonical Monte Carlo method
使用大正则蒙特卡罗方法吸附和分离新型沸石中的二氧化碳和甲烷
  • DOI：
    10.1007/s10450-016-9793-x
  • 发表时间：
    2016-05
  • 期刊：
    Adsorption
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu, Song-song;Zhou, Shou-yong;Zhao, Yi-jiang;Xing, Wei-hong
  • 通讯作者：
    Xing, Wei-hong
Adsorption behaviors of CO2 and CH4 on zeolites JSR and NanJSR using the GCMC simulations
使用 GCMC 模拟 CO2 和 CH4 在 JSR 和 NanJSR 沸石上的吸附行为
  • DOI：
    10.1007/s10450-016-9816-7
  • 发表时间：
    2016-11-01
  • 期刊：
    ADSORPTION-JOURNAL OF THE INTERNATIONAL ADSORPTION SOCIETY
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Chu, Xiao-zhong;Liu, Song-song;Lee, Chang-Ha
  • 通讯作者：
    Lee, Chang-Ha
聚甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯/凹凸棒土复合吸油材料的制备及吸油性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    高校化学工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛爱莲;吴奎;赵宜江;邢卫红
  • 通讯作者：
    邢卫红

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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴宇航;李梅生;赵宜江;周守勇;张盈;时正秋
  • 通讯作者：
    时正秋

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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