磁性普鲁士蓝/纳米碳复合材料的制备及其在放射性铯净化应用的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21277142
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 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:
    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 steady development of nuclear electric power industry offered an effective method for the enery crisis in the world. At the same time, the worrying about of potential radiation pollutions are also the byproduct. However, whatever the theory of dispose of nuclear radiation pollutions, or relative tactics or materials are totally insufficient. Based on the reality and the experience of mine and my cooperation unit on environment repairment and novel carbon nanomaterials, this project will focus on the synthesis of novel Prussisan Blue/Carbon nanomaterials adsorbent and its application on collecting the nuclear radioactive Cesium ions from environment. In summary, we will design and synthesis Prussian Blue@Fe3O4/carbon Nanocomposites adsorbent with a hierarchical structure, which could be recovered conveniently by making use of the magnetic characters. Firstly, the magnetic Fe3O4 nanoparticles will be in situ anchored onto large surface area nanocarbon materials. Subsequently, introducing the Fe(CN)64- ions into the reaction system. The key experiment conditions, for example, the composition of atmosphere in preparation, temperature, pH value and reaction time etc. will be optimized for in situ size-controllable synthesizing a nanocrystalline assembly layer of Prussian Blue on the surface of Fe3O4. The adsorption abilities of Cs+ by these materials will be studied carefully by varying the composition and morphologies. After optimizing the preparation conditions, we will try develop more high adsorption efficent and easy-recover novel practical adsorption materials for nuclear pollution.For example, we will applied these materials as the main active sites for producing 3-D magnetic nanocarbon composites materials and anti-radiation sponges. These reliable products could be selected for different adsorption environment, such as water, soil, etc. If the project could be processed smoothly, the method could be a general way for the research and development of new materials for nuclear pollution treatment and motivates the invention of other technique for other environment pollutions' treatment.
核电工业的稳步发展为解决世界能源危机提供了有效的途径,但也带来潜在核辐射污染的隐忧。本项目针对现今核辐射污染处理理论、方法及材料欠缺的现实情况,结合本人及合作方在环境修复领域和新型纳米碳材料的基础,拟开展用于净化核辐射铯的新型普鲁士蓝/碳纳米复合吸附材料的研究,设计制备可磁性回收的普鲁士蓝@Fe3O4/碳多级结构复合材料。本项目首先在大比表面纳米碳材料上原位锚定磁性四氧化三铁纳米粒子,再引入氰化铁离子,通过调控制备气氛组成、温度、pH及时间等关键实验条件,在磁性四氧化三铁表面原位合成尺度可控的普鲁士蓝的纳米晶体组装层,然后研究该材料的组分及形貌对放射性铯离子吸附能力。然后优化制备条件,探索高效、回收简单的新型实用核污染净化材料,如研发三维磁性纳米碳复合材料和抗辐射海绵,以适应不同吸附环境的要求。本项目如取得突破,将可以为核污染处理的材料研发提供一个普适途径,推动其他环境污染处理的技术发展。

结项摘要

核电工业的稳步发展为解决世界能源危机提供了有效的途径,但也带来了潜在的核辐射污染隐忧。放射性铯是核污染的主要成分,在衰变过程中会释放出强辐射性的ß射线和r射线,即使含量很低,也会对人们的健康造成长期的严重威胁,甚至致畸、致癌、致突变。本项目以核污染处理放射性铯净化为目的,基于普鲁士蓝(PB)微晶机械性能差、难成型、难回收这一关键科学问题,通过设计构筑新型磁性普鲁士蓝/碳纳米复合吸附材料,利用纳米碳材料的超大比表面积及其稳定的物理/化学特性,将Fe3O4可控锚定在纳米碳材料表面,再通过改性设计制备可磁性回收的PB@Fe3O4/纳米碳多级结构复合材料(CNC,carbon nano-composite) PB@Fe3O4/CNC。再将PB@Fe3O4/CNC与高分子聚合物复合,主要研究内容如下:.1. 基于改进的Hummers-Offeman 法,发展了以膨胀石墨为原料超声辅助制备氧化石墨烯的简单快速的方法。这种方法为工业上大规模制备氧化石墨烯提供了一个新的途径,为石墨烯的产业化应用奠定了基础。.2. 采用四氧化三铁原位生长普鲁士蓝纳米晶的方法在室温下用环境友好试剂为原料制备了PB/Fe3O4和PB/Fe3O4/GO两种可磁性回收的纳米复合材料吸附剂,并将它们用于水体中放射性铯的净化。.3. 以PB/Fe3O4和PB/Fe3O4/GO两种磁性纳米复合材料以及海藻酸钠和氯化钙为原料,制备了适合装柱操作的笼装纳米粒子(PB/Fe3O4或PB/Fe3O4/GO)的海藻酸钙微球(PFM或PFGM),并将它们用于水体和土壤中放射性铯的去除。磁性微球的制备拓展了纳米材料吸附剂的应用领域,对放射性铯污染废水和土壤的处理具有重大意义。.4. 用简单的室温搅拌法,以Fe3+交联的聚丙烯酸(PAA)树脂为载体,在聚合物内部和表面采用原位生长普鲁士蓝纳米晶的方法制备了PB/聚合物复合材料(FPPB),并将其用于水体中放射性铯的净化。该材料有望用于放射性铯污染快速处理处置。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hierarchical Fe3O4@MoS2/Ag3PO4magnetic nanocomposites:Enhanced and stable photocatalytic performance for waterpurification under visible light irradiationNa
多级Fe3O4@MoS2/Ag3PO4磁性纳米复合材料:可见光照射下增强且稳定的光催化净水性能Na
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    郭娜;李海彦;徐兴健;于洪文
  • 通讯作者:
    于洪文
Facile and Efficient Synthesis of Nitrogen-Functionalized Graphene Oxide as a Copper Adsorbent and Its Application
铜吸附剂氮功能化氧化石墨烯的简便高效合成及其应用
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.5b04095
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Ind. Eng. Chem. Res.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张可心;李海彦;徐兴健;于洪文
  • 通讯作者:
    于洪文
In situ controllable synthesis of magnetic Prussian blue/graphene oxide nanocomposites for removal of radioactive cesium in water
原位可控合成磁性普鲁士蓝/氧化石墨烯纳米复合材料用于去除水中的放射性铯
  • DOI:
    10.1039/c3ta13548a
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Lei Sun;Jiali Zhai;Haiyan Li;Hongwen Yu*
  • 通讯作者:
    Hongwen Yu*
Preparation and Application of a Xanthate-Modified Thiourea Chitosan Sponge for the Removal of Pb(II) from Aqueous Solutions
黄原酸盐改性硫脲壳聚糖海绵的制备及其去除水溶液中 Pb(II) 的应用
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.6b00694
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Ind. Eng. Chem. Res.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    翟佳丽;袁立竹;张可心;于洪文
  • 通讯作者:
    于洪文
Electrokinetic remediation of heavy metals contaminated kaolin by a CNT-covered polyethylene terephthalate yarn cathode
碳纳米管覆盖聚对苯二甲酸乙二醇酯纱线阴极动电修复重金属污染高岭土
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2016.07.081
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    徐兴健;张晶;王娜娜;于洪文
  • 通讯作者:
    于洪文

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其他文献

冷却水流量变化对板管式光伏光热系统的性能影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    可再生能源
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    --
  • 作者:
    庞玮;于洪文;张林睿;张小燕;张永哲;严辉
  • 通讯作者:
    严辉
莫莫格湿地石油污染土壤中耐盐碱石油烃降解细菌的降解特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    樊黎黎;徐兴健;韩雪容;李海彦;王娜;冀伟;于洪文
  • 通讯作者:
    于洪文
环境条件和冷却水流量对光伏光热系统的性能影响
  • DOI:
    10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2018.04.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    可再生能源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞玮;于洪文;张林睿;崔雅楠;张永哲;严辉
  • 通讯作者:
    严辉
一种基于太阳能供电的汽车空调系统的性能研究
  • DOI:
    10.16643/j.cnki.14-1360/td.2018.05.022
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    2018
  • 期刊:
    能源与节能
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞玮;于洪文;张林睿;张永哲;严辉
  • 通讯作者:
    严辉

其他文献

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于洪文的其他基金

微塑料对东北黑土团聚体稳定性的影响机制
  • 批准号:
    42377030
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

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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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