石墨相氮化碳基光催化剂激活过硫酸盐体系对莠去津污染水体的修复效能和机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51909089
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Graphite carbon nitride photocatalyst is simple to be prepared and environmental friendly, which not only owns excellent photocatalytic degradation ability, but also has broad application prospects in photocatalytic activation of persulfate for polluted water remediation. However, at present, there are few reports about photocatalytic activation of persulfate by graphite carbon nitride for water remediation, and there is no report on atrazine treatment based on this system. Meanwhile, the corresponding activation mechanism and degradation process are not clear yet. This project intends to prepare graphite carbon nitride-based photocatalyst, and as an activator to activate persulfate, forming a composite system combine photocatalysis and persulfate, which can degrade and mineralize atrazine thoroughly. We aim to studied the property of graphite carbon nitride with different morphology, different dope elements and plasmonic tungsten oxide for persulfate activation. The deactivation process and reaction mechanism were studied by density functional theory, free radical quenching and detection, and intermediate product analysis. At the same time, the actual water samples were simulated to study the effects of various environmental factors and analyze their reaction mechanism. This study is expected to provide scientific basis for the efficient and sustainable removal of atrazine and the remediation and treatment of atrazine-contaminated water under actual environmental conditions.
石墨相氮化碳基光催化剂具有优异的光催化降解能力,同时制备过程简单、环境友好,在光催化激活过硫酸盐修复污染水体具有广阔的应用前景。但是目前关于石墨相氮化碳光催化激活过硫酸盐进行水体修复的相关报道还不多见,而用该体系处理莠去津尚未见报道,其相应的激活机理和降解过程尚不清晰。本项目拟制备多种石墨相氮化碳基光催化剂,并且用于激活过硫酸盐,形成光催化和过硫酸盐相结合的复合体系,彻底降解莠去津,使之彻底矿化。研究不同形貌结构和元素杂化类型和含量的石墨相氮化碳,等离子体型氧化钨的负载的石墨相氮化碳基复合材料激活过硫酸盐去除莠去津的性能。结合密度泛函理论,自由基猝灭与检测、中间产物分析等充分研究去激活过程和反应机理。同时取实际水样进行模拟实验,研究各种环境因子的影响,分析其作用机制。本研究有望为莠去津的高效可持续性去除,以及实际环境条件下的莠去津污染水体的修复和治理提供科学依据。

结项摘要

石墨相氮化碳具有制备过程简单、环境友好,结构稳定,容易进行调控等特点,基于石墨相氮化碳的光催化反应体系用于活化过硫酸盐降解莠去津具有较为现实的研究意义。石墨相氮化碳光催化剂性能提升的关键是如何产生更多的光生电荷,并且高效分离以便进行氧化还原反应。因此,本项目通过同质结的构建、小分子修饰、元素杂化、异质结构建兼形貌调控以及多场结合的方法,或者多种手段结合并行的方式,增强石墨相氮化碳基光催化剂的光催化性能。同时采用多种表征手段对所制备的石墨相氮化碳基光催化剂进行系统的分析与研究。系统研究了环境因素对石墨相氮化碳基光催化活化过硫酸盐降解莠去津的影响,并且详细分析其影响机理;结合基于第一性原理的密度泛函理论,深入剖析石墨相氮化碳基光催化的结构特性与其光催化性能之间的构效关系,通过自由基猝灭与检测、中间产物分析等充分研究激活过程和反应机理。这些研究思路和方法为制备高效的石墨相氮化碳基光催化剂以及用于莠去津等有机农药污染水体的治理与修复提供新的思路和实践依据,有利于推动光催化技术的实际应用与推广。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Factors study for the removal of epoxiconazole in water by common biochars
普通生物炭去除水中氟环唑的影响因素研究
  • DOI:
    10.1016/j.bej.2020.107690
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Biochemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Sheng Xiong;Yaocheng Deng;Rongdi Tang;Chenyu Zhang;Jiangfu Zheng;Yang Zhang;Long Su;Lihua Yang;Chanjuan Liao;Daoxin Gong
  • 通讯作者:
    Daoxin Gong
Twisty C‐TiO2/PCN S‐Scheme Heterojunction with Enhanced n→π Electronic Excitation for Promoted Piezo‐Photocatalytic Effect
Twisty C-TiO2/PCN S-方案异质结,具有增强的 n-电子激发,可促进压电-光催化效应
  • DOI:
    10.1002/smll.202207636
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Rongdi Tang;Hao Zeng;Chengyang Feng;Sheng Xiong;Ling Li;Zhanpeng Zhou;Daoxin Gong;Lin Tang;Yaocheng Deng
  • 通讯作者:
    Yaocheng Deng
What will happen when microorganisms "meet" photocatalysts and photocatalysis?
当微生物与光触媒相遇,会发生什么?
  • DOI:
    10.1039/c9en01318k
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE-NANO
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Deng, Yaocheng;Li, Zaiyun;Gong, Daoxin
  • 通讯作者:
    Gong, Daoxin
Yolk-Shell catalyst: From past to future
蛋黄壳催化剂:从过去到未来
  • DOI:
    10.1016/j.apmt.2020.100798
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
    APPLIED MATERIALS TODAY
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Xiong,Sheng;Tang,Rongdi;Liao,Chanjuan
  • 通讯作者:
    Liao,Chanjuan
Research progress of photocatalytic activated persulfate removal of environmental organic pollutants by metal and nonmetal based photocatalysts
金属与非金属基光催化剂光催化活化过硫酸盐去除环境有机污染物的研究进展
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2022.133420
  • 发表时间:
    2022-08-27
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Li, Ling;Yuan, Xiping;Gong, Daoxin
  • 通讯作者:
    Gong, Daoxin

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光超联合驱动下双分子修饰氮缺陷氮化碳降解新烟碱类农药的机理研究
  • 批准号:
    52270156
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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