基于四环素类抗生素残留光解的嵌入式磁性印迹光催化剂的制备及其选择性吸附/光解行为和机理研究

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基本信息

  • 批准号:
    21607062
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0603.大气污染与控制化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

For the purposes of not only enhancing the photocatalytic activity but also improving the selectivity, meanwhile, simplifying the preparation process; Combining with the characteristics of easy separation and recovery of magnetic fly-ash, the advantages of high efficiency, environment friendly of the photocatalytic technology, the optical response properties of noble metal loaded conductive polymer and the specific recognition properties of surface imprinting technique; This project was designed to use magnetic fly-ash as the carrier, noble metal loaded conductive polymer as the functional monomer and catalytic material, tetracycline antibiotic residues were imprinted onto the magnetic fly-ash by using the surface imprinting technique. Finally, the magnetic imprinted photocatalyst embedded within noble metal loaded conductive polymer was obtained, which solved the problem of the difficult recovery, the tedious preparation process, the poor photocatalytic activity and poor selectivity of common photocatalyst. Researched the different materials and different synthetic methods of the magnetic imprinted photocatalyst embedded within noble metal loaded conductive polymer; researched the energy level structure, the rule of electron transfer, the production rate of radical, the catalytic ability and the embedding mechanism of the noble metal loaded conductive polymer; researched the interface relationship, bonding regularity and mechanism of different layers and different materials; researched the relationship between the selective adsorption and the selective photodegradation; researched the selective adsorption/photodegradation kinetics/thermodynamic behavior, the mechanism of selective adsorption/degradation and the intermediate degradation products onto the tetracycline antibiotic residues.
本着既提高选择性又提高光催化活性,同时简化制备过程的目的,结合磁性粉煤灰易于分离回收的特点,光催化技术高效、环境友好的优点,贵金属负载导电聚合物的光响应性能以及表面印迹技术的专一吸附性能,本课题拟采用磁性粉煤灰为载体,贵金属负载导电聚合物为功能单体及催化物质,利用表面印迹技术印迹四环素类抗生素,来构建贵金属@导电聚合物嵌入式磁性印迹光催化体系,以解决普通光催化剂分离回收难、制备过程繁琐、光催化活性低及光催化降解无选择性等问题。研究不同材料、不同方法制备的贵金属@导电聚合物嵌入式磁性印迹光催化剂;研究贵金属负载导电聚合物的能级结构、电子转移规律、产自由基速率、催化能力及嵌入机制;研究各层、各物质之间的界面关系、作用机理及成键规律;研究选择性吸附和选择性光降解的相互关系;研究选择性吸附/光降解四环素类抗生素残留的动力学/热力学行为、选择性吸附/降解机制以及中间降解产物机理等。

结项摘要

本着既提高选择性又提高光催化活性,同时简化制备过程的目的,结合磁性材料易于分离回收的特点,光催化技术高效、环境友好的优点,导电聚合物的光响应性能以及表面印迹技术的专一吸附性能,本课题以磁性复合光催化材料为基体,再以导电聚合物为功能单体,利用表面印迹技术印迹特定抗生素,构建了一系列具有特定专属活性位点的便于分离回收再利用的嵌入式磁性印迹光催化剂(如:PPy@CdS@MFA印迹光催化剂、Ag-PEDOT/ZnFe2O4有机印迹复合光催化剂、导电印迹Ag@PANI/CoFe2O4/C光催化剂、Ag-POPD/CoFe2O4有机印迹复合光催化剂、导电印迹SiW/Fe3O4/C复合光催化剂、POPD-CdS异质结嵌入式磁性印迹光催化剂),解决了普通光催化材料分离回收难、制备过程繁琐、光催化活性低及光催化降解无选择性等问题。阐述了不同材料、不同方法制备的嵌入式磁性印迹光催化剂;阐明了研究各层、各物质之间的界面关系、作用机理及成键规律;系统研究了光催化材料的能级结构、电子转移规律、产自由基速率、催化能力,以及导电聚合物的嵌入机制;深入考察了选择性吸附和选择性光降解的相互关系、选择性吸附/光降解抗生素残留的动力学/热力学行为、选择性吸附/光降解机理以及抗生素残留的降解中间体等。所制备的一系列嵌入式磁性印迹光催化剂不仅具有较高的光催化活性、较好的稳定性,还对特定目标抗生素具有较强的选择性。通过本课题的实施为嵌入式磁性印迹光催化的研究提供了可靠依据,为印迹光催化领域的发展提供了新思路,并为印迹光催化材料治理其它目标污染物奠定了理论和实践基础。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(0)
专利数量(15)
A novel resource utilization type 3-dimensional flower spheroidal Fe3O4@C@(BiO)2CO3: High-efficiency degradation of tetracycline under visible light
新型资源利用型三维花球状Fe3O4@C@(BiO)2CO3:可见光下高效降解四环素
  • DOI:
    10.1016/j.inoche.2019.107630
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry Communications, 2020.10.31, 111: 107630
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guosheng Zhou;Ziyang Lu;Xinlin Liu;Minshan Song;Guoliang Xing;Xiaodie Zhu;Zehui Yu;Lingyan Xu;Pengwei Huo;Yongsheng Yan
  • 通讯作者:
    Yongsheng Yan
Enhanced Photocatalytic Activity and Selectivity of a Novel Magnetic PW@PEDOT Imprinted Photocatalyst with Good Reproducibility
具有良好重现性的新型磁性 PW@PEDOT 印迹光催化剂增强光催化活性和选择性
  • DOI:
    10.1142/s1793292018500200
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Nano
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Ziyang Lu;Zehui Yu;Jinbo Dong;Xinyu Xiong;Lin Gao;Minshan Song;Yang Liu;Di Fan;Yongsheng Yan;Pengwei Huo
  • 通讯作者:
    Pengwei Huo
Magnetic Functional Heterojunction Reactors with 3D Specific Recognition: Towards Selective Photocatalysis and Synergistic Photodegradation in Binary Antibiotic Solution
具有 3D 特异性识别的磁性功能异质结反应器:实现二元抗生素溶液中​​的选择性光催化和协同光降解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Ziyang Lu;Guosheng Zhou;Minshan Song;D;an Wang;Pengwei Huo;Weiqiang Fan;Hongjun Dong;Hua Tang;Feng Yan;Guozhong Xing
  • 通讯作者:
    Guozhong Xing
Construction of ion imprinted layer modified ZnFe2O4 for selective Cr(VI) reduction with simultaneous organic pollutants degradation based on different reaction channels
基于不同反应通道构建离子印迹层修饰ZnFe2O4选择性还原Cr(VI)并同时降解有机污染物
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2019.03.311
  • 发表时间:
    2019-07-31
  • 期刊:
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    He, Fan;Lu, Ziyang;Xing, Guoliang
  • 通讯作者:
    Xing, Guoliang
Improved recyclability and selectivity of environment-friendly MFA-based heterojunction imprinted photocatalyst for secondary pollution free tetracycline orientation degradation
提高环保型MFA异质结印迹光催化剂的可回收性和选择性,用于无二次污染的四环素定向降解
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2018.10.200
  • 发表时间:
    2019-03-15
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Lu, Ziyang;Peng, Jiayi;Han, Song
  • 通讯作者:
    Han, Song

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其他文献

C@CdS/埃洛石纳米管复合光催化剂一步热解法的制备及光降解性能(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗莹莹;逯子扬;闫永胜;霍鹏伟
  • 通讯作者:
    霍鹏伟

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

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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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