BiMO4(M=Nb,Ta)/N2Sx(N=Mo,Sn,Bi)异质结构筑及水环境药物残留的光催化深度降解

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901209
  • 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:
    E0107.金属功能材料
  • 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

It is significant to completely degrade and mineralize of the drug residues because there are a wide variety of pharmaceutical compound with the complex components in water environment. Moreover the by-products due to degradation process are toxicity, even in a lower level of contents. Thus the photocatalyst had to be with the higher redox ability for the purpose to remove the pharmaceutical pollutants. In this project, the novel PN heterostructures of BiMO4(M=Ta,Nb)/N2SX (N=Mo,Sn,Bi)were synthesized by using Tantalate and corresponding metal oxide. In such unique structure, the photocatalytic activity can be increased by synergistic action between electric field formed by the PN heterojunction and the matched struct of the conduction and valence band in the two composite semiconductors. The recombination of photogenerated electrons and holes can be reduced in this PN heterojunction due to the transition of the electrons being consistent with the direction of the built-in electric field in PN heterojunction. The stability can be increased by promoting the separation of electrons and holes and balancing charge and ions through the effect of the ionic coupling. It is expected that a novel photocatalytic material integrated with high redox ability, enhanced catalytic activity, the wide solar light response and good stability will be developed, which will completely degrade and mineralize drug residues in water environments. The results of this project will provide valuable theoretical basis and technical support for the remedy of water environment pollution.
水环境中药物分子,由于种类多、成分复杂、降解过程副产物多、残留物毒性大,深度降解和完全矿化对处理药物残留污染物显得非常重要,因此对催化剂的氧化还原能力提出了更高的要求。本项目面向我国水环境药物污染,选用宽带隙的铋基铌钽酸盐类半导体为基础材料,制备一系列BiMO4(M=Ta,Nb)/N2SX(N=Mo,Sn,Bi) 异质结催化剂。构筑与组分半导体材料的价带、导带位置匹配的PN结,同时形成内建电场,从而拓宽太阳光响应范围,促进电子空穴分离,还可维持材料的电荷平衡和离子平衡,达到提高材料稳定性的目的;通过该研究预计开发出集成高氧化还原能力、高量子效率和宽光谱太阳能吸收以及优秀稳定性等多重功效的具有实用前景的水环境药物残留深度降解光催化剂,本项目的研究成果将为水环境污染治理提供理论基础和技术支撑。

结项摘要

针对水环境中种类多、成分复杂、降解过程副产物多、残留物毒性大的药物分子的深度降解和完全矿化,设计开发铋基负载型光催化体系。研究PN异质结催化体系可见光催化药物残留废水(四环素)的降解机制及污染物净化过程中复杂反应的各种促进和抑制作用机理。结合催化剂分析表征,揭示盐酸四环素降解过程光催化活性位,获得优化的高氧化还原能力、高量子效率和宽光谱太阳能吸收以及优秀稳定性等多重功效的抗生素降解光催化材料。同时使用DFT数值模拟手段,揭示催化剂电子结构及降解机理,以确定光催化剂在抗生素降解反应中的构效关系和决定反应的关键因素,并用于指导光催化材料的设计,在开拓新型光催化体系和开发高效光催化降解抗生素技术方面取得创新性成果。

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(3)
On the association of frustrated Lewis pairs in ionic liquids: a molecular dynamics simulation study
离子液体中受挫路易斯对的缔合:分子动力学模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Phys. Chem. Chem. Phys
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaoqing Liu;Xiaojing Wang;Yao Li;Tianhao Yu;Weizhen Zhao;Lei Liu
  • 通讯作者:
    Lei Liu
Assembling Superfine Bi3TaO7 Particles into 2D Fe2O3 Nanosheets for Enhanced Usability to Aqueous Tetracycline Residues
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    China Petroleum Processing & Petrochemical Technology
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Liu Xiaoqing;Cheng Hongjun;Wang Zisha;Zhang Jian;Lan Yanhua;Wang Xiaojing
  • 通讯作者:
    Wang Xiaojing
Effects of Ionic Liquids on the Thermodynamics of Hydrogen Activation by Frustrated Lewis Pairs: A Density Functional Theory Study
离子液体对受阻路易斯对氢活化热力学的影响:密度泛函理论研究。
  • DOI:
    10.1002/cphc.202100093
  • 发表时间:
    2021-04-16
  • 期刊:
    CHEMPHYSCHEM
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Liu, Xiaoqing;Li, Xue;Liu, Lei
  • 通讯作者:
    Liu, Lei
Co-Ce-Ni Ternary Metal Oxide Modified N-activated Carbon: The Superior Low Temperature NH3-SCR Performance
Co-Ce-Ni三元金属氧化物改性氮活性炭:卓越的低温NH3-SCR性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    China Petroleum Processing & Petrochemical Technology
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Wang Pei;Li Yuan;Liu Jun;Liu Xiao-qing;Tan Ying-Xin;Zhang Yong-fa
  • 通讯作者:
    Zhang Yong-fa
Assembling Fe2O3/BiOCl Composite for Highly Effective Degradation of Water Pollutants under Visible-Light Irradiation
组装 Fe2O3/BiOCl 复合材料在可见光照射下高效降解水污染物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    China Petroleum Processing & Petrochemical Technology
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Liu Xiaoqing;Wang Zisha;Hu Yuxing;Wang Haifang
  • 通讯作者:
    Wang Haifang

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    刘佩鑫

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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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