纳米零价铁插层MXenes的结构调控及其对铀酰离子的吸附机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21806151
  • 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:
    B0608.放射化学与辐射化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Using the appropriate adsorbent for radioactive contamination adsorption is one of the most efficient ways to solve the radioactive pollution at present. Among these adsorbents, MXene, that was one of the most widely investigate 2D materials in recent years, could be one of the best candidate for the adsorption of uranyl ions because of their unique nanosheet structure and highly radiation resistance and thermal stability. However, the surface functional groups of MXene are not very rich, the binding sites are limited, and the interlayer spacing is too small to allow the penetration of uranyl ions. All these problems restrict the adsorption performance of MXenes. In this project, the Fe ions are intercalated into the MXene to expand the distance between each layer of MXene, and then Fe ions were reduced into Nano Zero Valent Irons (nZVI). The adsorption performance of as-prepared nZVI/MXenes could be improved by the synergistic effect between nZVI and MXenes. The mechanism of the interaction of nZVI/MXene composites with uranyl ions, and the relationship between the special structure and adsorption properties of the composite will be discussed in this project. It is hope that we could develop a highly efficient adsorbent for uranyl or other radioactive materials by means of understanding the performance of MXenes, at the same time, enrich the database of radioactive material adsorption materials that is of great importance in research area of adsorption.
选择性能优越的吸附材料对放射性污染物进行吸附处理是目前解决放射性污染及其废物治理的有效手段之一。二维金属碳化物(MXenes)具有大密度,独特的层状结构,优异的耐辐照性能和热稳定性,在铀酰离子等放射物质的吸附方面具有重要应用。然而表面官能团不丰富,层间距太小是制约其发展的主要因素。本项目利用羟基对MXenes进行表面改性,增加其表面的官能团;利用Fe离子对羟基改性后的MXenes进行插层处理,通过Fe离子的进入和原位还原形成纳米零价铁(nZVI)增大其层间距。MXenes表面的羟基、插层的nZVI和MXenes三者协同作用对复合材料吸附性能的影响是本项目研究的重点,而nZVI/MXenes复合材料与铀酰离子相互作用的机制及其插层结构与吸附性能的构效关系是本研究拟解决的关键科学问题。本项目研究旨在为基于MXenes的新型高效、耐辐照吸附材料的结构设计及应用提供重要科学依据。

结项摘要

选择性能优越的吸附材料对放射性污染物进行吸附处理是目前解决放射性污染及其废物治理的有效手段之一。二维金属碳化物(MXenes)具有大密度,独特的层状结构,优异的耐辐照 性能和热稳定性,在铀酰离子及其模拟物吸附方面具有重要应用。然而表面官能团不丰富,层间距太小是制约其发展的主要因素。本项目利用羟基对MXenes进行表面改性,增加其表面的官能团;利用Fe离子对羟基改性后的MXenes进行插层处理,通过Fe离子的进入和原位还原形成 纳米零价铁(nZVI)增大其层间距。实验结果表明MXenes表面的羟基、插层的nZVI和MXenes三者协同作用可以有效提高MXene的吸附性能。同时,Ca2+离子改性的MXenes复合凝胶可以同时吸附有机磷污染物和铀酰离子。项目还得到了铀酰离子与MXenes复合材料相互作用的机制。本项目的结论对开发基于MXenes的新型高效、耐辐照吸附材料的结构设计及应用提供了重要科学依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pd–Ru nanocatalysts derived from a Pd-induced aerogel for dramatic boosting of hydrogen release
Pd-Ru 纳米催化剂源自 Pd 诱导气凝胶,可显着促进氢释放
  • DOI:
    10.1039/c9nr09307a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Xiaojiao Yang;Jianyu Wei;Qi Wang;Maobing Shuai;Guozong Yue;Peilong Li;Deshun Huang;Didier Astruc;Pengxiang Zhao
  • 通讯作者:
    Pengxiang Zhao
纳米零价铁(nZVI)插层的二维过渡金属碳化物(Ti_3C_2)对水中Cr(VI)的吸附
  • DOI:
    10.19677/j.issn.1004-7964.2019.04.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    皮革科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何乐林;王玥;杨晓娇;岳国宗;朱婧;赵鹏翔
  • 通讯作者:
    赵鹏翔
Palladium Separation by Pd-Catalyzed Gel Formation via Alkyne Coupling
通过炔偶联形成钯催化凝胶来分离钯
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.9b02031
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemistry of Materials
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Yang Xiaojiao;Chen Jinfan;Hu Liangsheng;Wei Jianyu;Shuai Maobin;Huang Deshun;Yue Guozong;Astruc Didier;Zhao Pengxiang
  • 通讯作者:
    Zhao Pengxiang
Ca2+ induced 3D porous MXene gel for continuous removal of phosphate and uranium
Ca2 诱导 3D 多孔 MXene 凝胶可连续去除磷酸盐和铀
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    赵鹏翔;Zexiang He;Deshun Huang;Guozong Yue;Jing Zhu
  • 通讯作者:
    Jing Zhu
Nanoscale zero-valent iron intercalated 2D titanium carbides for removal of Cr(VI) in aqueous solution and the mechanistic aspect
纳米级零价铁插层二维碳化钛去除水溶液中的 Cr(VI) 及其机理
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2019.121761
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Lelin He;Deshun Huang;Zexiang He;Xiaojiao Yang;Guozong Yue;Jing Zhu;Didier Astruc;Pengxiang Zhao
  • 通讯作者:
    Pengxiang Zhao

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其他文献

混合煤样中软分层对煤与瓦斯突出的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    西安科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖鹏;赵鹏翔;林海飞;潘宏宇
  • 通讯作者:
    潘宏宇
混合煤样吸附瓦斯对孔隙比表面积影响的试验研究
  • DOI:
    10.3389/fevo.2021.708507
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵鹏翔;李树刚;张远琛;潘宏宇
  • 通讯作者:
    潘宏宇
高瓦斯综采工作面定向钻孔代替尾巷抽采瓦斯技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林海飞;杨二豪;夏保庆;李树刚;赵鹏翔;孔祥国;秦雷
  • 通讯作者:
    秦雷
加载速率和初始损伤对砂岩能量演化影响的试验研究
  • DOI:
    10.13545/j.cnki.jmse.2019.02.021
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    采矿与安全工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李树刚;陈高峰;双海清;林海飞;赵鹏翔
  • 通讯作者:
    赵鹏翔
我国煤矿覆岩采动裂隙带卸压瓦斯抽采技术研究进展
  • DOI:
    10.1098/rsta.2015.0267
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林海飞;李树刚;赵鹏翔;肖鹏;潘红宇;刘超
  • 通讯作者:
    刘超

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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