常温常压纳米零价铁活化分子氧矿化三嗪类除草剂新策略及机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21477044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The destruction and mineralization of the s-triazine ring is the final and key step for the complete removal of environmental s-triazine herbicide pollutants. Advanced oxidation technologies can not break down the s-triazine ring when degradation of s-triazine herbicides at mild conditions and the final oxidation product is cyanuric acid with s-triazine ring. This project aims to develop a novel molecular oxygen activation system for the breaking and minerazation of s-triazine herbicide with the utilization of nanometer zero-valent iron. In the novel system, nickel ions with catalytic activity of hydrogen will be introduced in order to adjust the types and quantities of active species and avoid generating stable cyanuric acid through reaction between hydroxoy radicals and s-triazine herbicide, leading to breaking and mineralization of s-triazine herbicide via non-cyanuric acid pathway, thus total destruction of s-triazine herbicide at room temperature and pressure over zero-valent iron could be obtained. The pathway of interfacial electron transfer, active species generatation, active species types and their formation will be investigated systematically. The characteristics of herbicide pollutants degradation and the mechanism of C-N and C-Cl bonds breaking for the s-triazine by kinds of active species in the process will be studies in detail to reveal the interaction mechanism of reaction of different active species and typical s-triazine herbicide. This project could provide theoretical support for the development of green and efficient pollution control technology.
三嗪环的开环及矿化是三嗪类除草剂在环境中彻底消除的必要步骤。温和条件下高级氧化技术氧化三嗪类除草剂的最终产物是三聚氰酸,无法实现其开环矿化。本项目旨在通过在纳米零价铁活化分子氧氧化体系引入镍离子,促进氢自由基产生,调控体系中活性物种种类,诱导三嗪类除草剂加氢脱氯,避免脱氯上羟基生成极其稳定的三聚氰酸中间产物,优化三嗪类除草剂的降解途径,实现常温常压下纳米零价铁活化分子氧矿化三嗪类除草剂。本项目将系统考察体系中界面电子转移途径、分子氧活化机理、溶剂水的作用、活性物种的种类,深入分析活性物种生成和消亡途径;研究除草剂的降解特性以及各活性物种在三嗪类除草剂C-Cl和C-N键断裂过程中的作用,揭示不同活性物种与典型三嗪类除草剂的相互作用规律,阐明三嗪类除草剂降解和三嗪环开环等机理,为发展绿色高效农药污染控制技术提供理论支持。

结项摘要

本项目系统表征了纳米零价铁活化分子氧前后材料形貌、晶体结构、表面状态。分析镍离子与纳米零价铁界面作用机理。分析考察了体系中界面电子转移途径、氢自由基和活性氧物种的产生及消亡的规律及影响因素,研究了分子氧和溶剂水在该体系的还原活化分子机制。研究了除草剂污染物在该体系中降解途径、速率、稳定性、动力学及机理,研究了不同活性物种与典型三嗪类除草剂农药污染物的相互作用规律及除草剂的降解特性,研究了导致除草剂C-Cl键和三嗪环C-N键的断裂过程中各类活性物种的作用及反应路径等机理。构建了DFT理论计算模型,模拟自由基与三嗪研究环境条件体系活性物种种类及数量的影响,进一步研究了在模拟自然环境和条件下西玛津、阿特拉津在体系中的降解速率、稳定性、动力学及机理。内容包括:一、研究了纳米铁镍双金属/空气体系降解阿特拉津特性。二、研究了铜离子促进核壳结构Fe@Fe2O3活化分子氧高效降解阿特拉津效率及机理。三、构建了磷酸二氢钾增强零价铁活化分子氧降解阿特拉津体系并研究了相关机理。四、研究了亚硫酸盐促进光化学降解阿特拉津致三嗪环断裂、硫代硫酸钠高效脱氯去除三嗪类除草剂机理。项目的完成为发展绿色高效农药污染控制技术提供理论支持。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Protocatechuic Acid Promoted Alachlor Degradation in Fe(III)/H2O2 Fenton System
原儿茶酸促进 Fe(III)/H2O2 Fenton 体系中甲草胺的降解
  • DOI:
    10.1021/es506110w
  • 发表时间:
    2015-07-07
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Qin, Yaxin;Song, Fahui;Zhang, Lizhi
  • 通讯作者:
    Zhang, Lizhi
Sulfite promoted photochemical cleavage of s-triazine ring: The case study of atrazine
亚硫酸盐促进均三嗪环的光化学裂解:莠去津的案例研究
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2017.08.048
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Tian Yu;Shen Wenjuan;Jia Falong;Ai Zhihui;Zhang Lizhi
  • 通讯作者:
    Zhang Lizhi
Magnetic Fe3O4–FeB nanocomposites with promoted Cr(VI) removal performance
磁性 Fe3O4-FeS 纳米复合材料具有促进 Cr(VI) 去除性能
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2015.09.053
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Shen Wenjuan;Mu Yi;Xiao Tan;Ai Zhihui
  • 通讯作者:
    Ai Zhihui
Comparison of aerobic atrazine degradation with zero valent aluminum and zero valent iron
零价铝和零价铁好氧降解莠去津的比较
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2018.06.029
  • 发表时间:
    2018-09-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Shen, Wenjuan;Kang, Hongliang;Ai, Zhihui
  • 通讯作者:
    Ai, Zhihui
In-situ generated H2O2 induced efficient visible light photo-electrochemical catalytic oxidation of PCP-Na with TiO2
原位生成的 H2O2 诱导可见光光电化学催化 TiO2 有效氧化 PCP-Na
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2015.02.024
  • 发表时间:
    2015-05-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Liu, Wei;Liu, Huichao;Ai, Zhihui
  • 通讯作者:
    Ai, Zhihui

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其他文献

纳米铁/碳纳米管复合氧阴极电-Fenton降解RhB
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李金坡;张礼知;刘娟;艾智慧;梅涛
  • 通讯作者:
    梅涛
基于纳米Fe/ACF电极的阴极E-Fenton氧化处理生活污水的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华中师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    艾智慧;刘志平;钟贤
  • 通讯作者:
    钟贤

其他文献

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AI项目解读示例

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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