单价选择性离子交换膜的制备及其在海水淡化副产浓海水制盐中的应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21276245
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0804.分离工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The reclamation of the concentrated seawater,the by product from seawater desalination,embraces outstanding social and economical benefits.Now,the salt extraction by means of the electrodialysis based on the mono-valent ion selective ion-exchange membrane attracts more attention.Thus, it is hoped that a breakthrough can be achieved on the membrane fabricating materials and technique for improving the membrane properties. In this project,a new way is proposed after an intensive analysis on the present dilemma. That is, the chitosan is selected as the functional materials and the techniques for membrane structure integration including the embedded dip coating and the immobilization by nitrene insertion are attempted.In addition, the hydroxyl and the amino groups of the chitosan are used as the active sites for the subsequent cross-linkage and functionalization. Based on the grasp on the relation between the membrane fabricating conditions,membrane structure and properties, the influences of the physical and chemical characteristics of the functional layer and the working conditions of the electrodialysis on the membrane properties,such as electrical resistance, electro-osmosis and concentration diffusion,etc.,selective permeation, current efficiency, energy consumption, the maximum concentration and purity are investigated. Furthermore, the competing transport phenomena and the selective separation mechanism should be explored throughly. At last, the advice on the design of the electrodialyzer and the determination of the technological parameters will be proposed. Of course, the success of this project will pave the road for the development of the related membrane, such as the anti-fouling ion exchange membrane and bipolar membrane.
海水淡化副产浓海水的资源化具有显著社会效益和经济效益。其中,利用基于单价选择性离子膜的电渗析制盐备受关注,迫切要求膜功能化材料和工艺的突破提升膜综合性能。本项目瞄准当前单价选择性离子膜制备所面临的主要问题,提出以壳聚糖为功能化材料母体,以内嵌式浸涂和氮烯插入固定化实现功能层/基膜"一体化",以羟基为交联活性位强化固着作用并调控致密度,以胺基为功能化活性位赋予和调控膜选择分离性能的制膜新思路。在把握制膜条件与膜结构和性能对应关系的基础上,以浓海水电渗析制盐为背景探究功能层的物理、化学特征和电渗析工况与膜的基本性能(如电阻、电渗和浓差扩散等)、极限电流密度、选择分离性能、电流效率、能耗、浓缩浓度和纯度等的内在联系,理解离子跨膜竞争传递现象和膜选择分离机理,进而为浓缩制盐电渗析器的设计和工艺设计参数的确定方案等提出建议。本项目的制膜策略也为耐污染离子膜和双极膜的研制提供借鉴。

结项摘要

海水淡化副产浓海水的资源化具有显著社会效益和经济效益。其中,利用基于单价选择性离子膜的电渗析制盐备受关注,迫切要求膜功能化材料和工艺的突破提升膜综合性能。本项目严格按照研究计划,以壳聚糖和聚乙烯亚胺等为功能化材料母体,采用内嵌式浸涂、氮烯插入固定化以及共价键诱导的自组装等技术实现了功能层与基膜的“一体化”,成功开发了系列可以同时有效用于均相离子交换膜和异相离子交换膜,阳离子交换膜和阴离子交换膜的单价选择性改性方案。过程中较为系统地把握了制膜条件与膜结构和性能对应关系,探究了功能层的物理、化学特征和电渗析工况与膜的基本性能(如电阻、电渗和浓差扩散等)、极限电流密度、选择分离性能、电流效率、能耗、浓缩浓度和纯度等的内在联系,理解了离子跨膜传递现象和膜选择分离机理,并为电渗析器的设计和工艺设计参数的确定方案等提出了建议。项目开展四年来,项目组紧紧围绕申请书所列研究目标精诚合作、不懈努力,在本领域公认的高水平期刊上发表SCI、EI论文十三篇,授权发明专利四件,出版译著一部,培养研究生(含在读)二十余名,较满意地实现了申请书所预设的各相关指标。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CFD simulations of the fluid flow behavior in a spacer-filled membrane module
填充垫片膜组件中流体流动行为的 CFD 模拟
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.128.178102
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Membrane Water Treatment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen L. Jun; Jia Y. Xiang ; Hu Y. Dong
  • 通讯作者:
    Hu Y. Dong
The Improvement of Comprehensive Transport Properties to Heterogeneous Cation Exchange Membrane by the Covalent Immobilization of Polyethyleneimine
聚乙烯亚胺共价固定化提高异相阳离子交换膜综合传输性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Meng Wang;Xu Liu;Yu-xiang Jia;Xun-liang Wang
  • 通讯作者:
    Xun-liang Wang
The reclamation of brine generated from desalination process by bipolar membrane electrodialysis
双极膜电渗析法回收海水淡化过程中产生的盐水
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2013.10.029
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Meng Wang;Kai-kai Wang;Yu-xiang Jia;Qing-chun Ren
  • 通讯作者:
    Qing-chun Ren
A Zero-Liquid-Discharge Scheme for Vanadium Extraction Process by Electrodialysis-based Technology
基于电渗析技术的提钒工艺零液体排放方案
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Meng Wang Hong-bo Xing Yu-xiang Jia Qing-chun
  • 通讯作者:
    Meng Wang Hong-bo Xing Yu-xiang Jia Qing-chun
A modified coating method for preparing a mono-valent perm-selective cation exchange membrane: I. The evolution of membrane property corresponding to different preparing stages
一种改进的涂覆方法制备一价选择性渗透性阳离子交换膜:一、不同制备阶段对应的膜性能演变
  • DOI:
    10.1080/19443994.2012.749369
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Desalination and Water Treatment
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Ting-Ting Yao;Meng Wang;Yu-Xiang Jia;Peng-Fei Zhou
  • 通讯作者:
    Peng-Fei Zhou

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    刘蕾蕾;王铎;汪锰;高从堦;LIU Leilei;WANG Duo;WANG Meng;GAO Congjie(Key Labo;College ofChemistry;Chemical Engineering;Ocean
  • 通讯作者:
    Ocean

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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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