环境友好型纳米氧化钛/功能碳纳米管复合材料的制备及其海洋防污机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51072188
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    37.0万
  • 负责人：
    陈守刚
  • 依托单位：
    中国海洋大学
  • 学科分类：
    E02.无机非金属材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

海洋微生物腐蚀破坏海洋设施，给海洋经济带来巨大的损失，研究满足未来海洋资源开发的新材料已非常迫切。自国际海事组织决定全面禁止使用有机锡防污剂以来，探索研究长效稳定的环境友好型防污涂层新材料成为当前海洋防污研究的主要方向和热点。本项目巧妙地将一类广谱高效且环境友好的金属铜锌有机化合物与改性碳纳米管通过化学键接合，得到具有生物活性的功能碳纳米管，借助多巴胺分子在碳纳米管表面的自聚合能力，强化纳米氧化钛在碳纳米管表面的附着, 形成一种防污新材料- - 氧化钛包覆的功能碳纳米管。这种新型抗腐蚀防污剂借助纳米技术手段实现氧化钛/功能碳纳米管在涉海金属表面的亲水亲油调控，既能增加涂层的机械性能和杀菌防污能力，又能减缓金属有机化合物在海水中的释放速度进而增加防污剂的长效性，且构筑的低表面能疏水涂层又可减少海藻、藤壶和微生物分必物等海洋生物体的附着，达到杀菌和低表面能防污作用的双重有机结合。

结项摘要

本项目采用溶胶–凝胶法与溶剂热法相配合的方法在一定温度下制备氮铬和钒氮掺杂TiO2粉末。利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、和紫外–可见光光度计（UV-Vis）等手段对各样品进行表征。测试结果表明，共掺杂使二氧化钛的粒径减小，且此样品在紫外区和可见光区最佳的掺杂均有效提高光催化性能。.采用共价接枝的方法制备了碳纳米管接枝羧甲基壳聚糖复合材料，在此基础上利用羧甲基壳聚糖分子中含有的羧基及部分未反应的氨基、羟基等活性基团，分别引入铜、锌等金属离子，制备出碳纳米管接枝羧甲基壳聚糖金属配合物纳米复合材料。傅立叶红外光谱和透射电镜观察证明了羧甲基壳聚糖在碳管表面的包覆。电导率测试研究发现碳纳米管的存在对金属离子在环境中的释放起到了很好的缓释作用。抑菌性测试表明，所制备的碳纳米管-羧甲基壳聚糖(MWNT-cmCs)、碳纳米管-羧甲基壳聚糖铜配合物(MWNT-cmCs-Cu)、碳纳米管-羧甲基壳聚糖锌配合物(MWNT-cmCs-Zn) 对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都表现出了一定的抑菌性能，且抑菌性MWNT-cmCs-Cu＞MWNT-cmCs-Zn＞MWNT-cmCs，对金黄色葡萄球菌的抑菌活性更强。.选用双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTESPT)为研究对象，用浸渍法在304不锈钢表面制备了BTESPT/TiO2硅烷复合膜、BTESPT/ MWCNT和BTESPT/TiO2/ MWCNT硅烷复合膜，借助动电位极化技术和电化学阻抗技术测试了不同复合膜在海水中的耐蚀性能。动电位极化曲线和电化学阻抗分析结果表明，BTESPT/MWCNT硅烷复合膜比BTESPT/TiO2硅烷复合膜具有更好的电化学稳定性和耐腐蚀性能；BTESPT/TiO2/MWCNT硅烷复合膜在海水中的耐蚀性能相比单一添加有了明显的提高。由于TiO2和MWCNT在海水环境中会优先腐蚀，MWCNT的加入对TiO2颗粒有很好的稳固作用，同时对于增加膜的致密性，阻止腐蚀介质的浸入有很大的帮助。发表论文13篇，被SCI和EI收录10篇，申请国家发明专利2项，获得国家海洋创新成果一等奖1项。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（2）
专利数量（2）
Enhancing the visible light absorption via combinational doping of TiO(2) with nitrogen (N) and chromium (Cr)
通过 TiO(2) 与氮 (N) 和铬 (Cr) 的组合掺杂增强可见光吸收
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu Lili;Shougang Chen;Sun Weiwei;Xin Junwei
  • 通讯作者：
    Xin Junwei
不锈钢表面有机-无机复合膜的制备及其抗海水腐蚀性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    现代化工
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    薛瑞婷;宋现旺;尹衍升;陈守刚
  • 通讯作者：
    陈守刚
高能球磨和溶胶凝胶制备碳纳米管掺杂TiO_2复合粉体及其性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    材料开发与应用
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈守刚;赵文杨
  • 通讯作者：
    赵文杨
Corrosion resistance of 3,4-dihydroxyphenylalanine/ octadecylamine complex coatings on copper substrate
铜基体3,4-二羟基苯丙氨酸/十八胺复合涂层的耐腐蚀性能
  • DOI：
    10.1103/physrevfluids.7.034605
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Materials and Corrosion - Werkstoffe und Korrosion
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐风珍;陈守刚;陈圆圆;陈燕
  • 通讯作者：
    陈燕
Application of Self Assembled 6-aminohexanol layers for corrosion protection of 304 stainless steel surface
自组装6-氨基己醇层在304不锈钢表面防腐中的应用
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2012.03.006
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    于菲;陈守刚
  • 通讯作者：
    陈守刚

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    尹衍
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  • DOI：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    陈守刚
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钛表面超疏水薄膜的制备作为有效的腐蚀屏障
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘涛

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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