耦合多孔氧化物半导体的自洁净光电催化过滤膜的制备及其水处理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51772094
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    潘家鸿
  • 依托单位：
    华北电力大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Coupling metal oxide-based semiconductor photocatalysis and membrane filtration for water treatment has attracted numerous interest; however, poor adhesion of semiconductor nanoparticles on polymer surface and low photocatalytic activity are two main obstacles to practical application. To address these challenges, this project strategically introduces conductive membrane to enhance the efficiency of pollutant photodegradation. Accordingly, photoelectrocatalytic membranes and system can be developed through optimizing the composition and structure of semiconducting materials and conductive polymer. Typically, based on interfacial engineering, porous TiO2 microspheres and films, synthesized by self-assembly process, are empolyed to compactly couple with conductive polymers or ceramic membranes for cross flow or dead end filtration, respectively. The resultant self-cleaning photoelectrocatalytic membranes are promising for sea water pretreatment, organic wastewater and pharmaceutical wastewater treatments, etc.
基于半导体光催化和膜过滤的耦合技术近年来吸引了学术界和工业界的广泛关注，但负载在高分子膜表面的纳米光催化剂颗粒易逸出，以及较低的光催化效率限制了该技术的普遍应用。为解决这两个关键科学问题，本项目将导电膜技术引入到光催化膜分离耦合体系，结合膜材料和光催化材料的优化设计以及两者间复合制备技术，发展光电催化功能膜以及相应的水处理系统。其中多孔光催化材料选用自组装构筑的 TiO2多孔微球或多孔薄膜，通过界面优化，使他们能与导电高分子滤膜或无机滤膜进行牢固的杂化结合，实现光电催化和膜过滤的稳定并行。这种具有自清洁功能的光电催化过滤膜系统在淡化海水的深度预处理、有机化工和制药污水处理等方面具有良好的应用前景。

结项摘要

基于半导体光催化和膜过滤的耦合技术近年来吸引了学术界和工业界的广泛关注，但负载 在高分子膜表面的纳米光催化剂颗粒易逸出，以及较低的光催化效率限制了该技术的普遍应用 。为解决这两个关键科学问题，本项目将导电膜技术引入到光催化膜分离耦合体系，结合膜材 料和光催化材料的优化设计以及两者间复合制备技术，发展光电催化功能膜以及相应的水处理 系统。其中多孔光催化材料选用自组装构筑的 TiO2多孔微球或多孔薄膜，通过界面优化，使 他们能与导电高分子滤膜或无机滤膜进行牢固的杂化结合，实现光电催化和膜过滤的稳定并行 。这种具有自清洁功能的光电催化过滤膜系统展示了良好的并发的膜过滤和光电催化性能

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Novel green synthesis of S-doped TiO2 nanoparticles using Malva parviflora plant extract and their photocatalytic, antimicrobial and antioxidant activities under sunlight illumination
利用小花锦葵植物提取物新型绿色合成硫掺杂二氧化钛纳米粒子及其在阳光照射下的光催化、抗菌和抗氧化活性
  • DOI：
    10.1016/j.chemosphere.2020.129524
  • 发表时间：
    2021-01-15
  • 期刊：
    CHEMOSPHERE
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Helmy, Elsayed T.;Abouellef, Elsayed M.;Pan, Jia Hong
  • 通讯作者：
    Pan, Jia Hong
Controllable synthesis and self-template phase transition of hydrous TiO2 colloidal spheres for photo/electrochemical applications
用于光/电化学应用的水合TiO2胶体球的可控合成和自模板相变
  • DOI：
    10.1016/j.cis.2021.102493
  • 发表时间：
    2021-07-28
  • 期刊：
    ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    15.6
  • 作者：
    Ma, Dongwei;Schneider, Jenny;Pan, Jia Hong
  • 通讯作者：
    Pan, Jia Hong
Low-temperature deposition and crystallization of RuO2/TiO2 on cotton fabric for efficient solar photocatalytic degradation of o-toluidine
RuO2/TiO2在棉织物上的低温沉积和结晶用于高效太阳能光催化降解邻甲苯胺
  • DOI：
    10.1007/s10570-021-04308-5
  • 发表时间：
    2021-11
  • 期刊：
    Cellulose
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Sboui M.;Lachheb H.;Swaminathan M.;Pan J.H.
  • 通讯作者：
    Pan J.H.
Bi2Se3, Bi2Te3 quantum dots-sensitized rutile TiO2 nanorod arrays for enhanced solar photoelectrocatalysis in azo dye degradation
Bi2Se3、Bi2Te3 量子点敏化金红石 TiO2 纳米棒阵列用于增强偶氮染料降解中的太阳能光电催化
  • DOI：
    10.1088/2515-7655/abc52c
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    JPhys Energy
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Gu;a;Zhao Ting;Wang Oumin;Xia Xin;Pan Jia Hong
  • 通讯作者：
    Pan Jia Hong
Unveiling the Formation Mechanism and Phase Purity Control of Nanostructured Li4Ti5O12via a Hydrothermal Process
通过水热过程揭示纳米结构 Li4Ti5O12 的形成机制和相纯度控制
  • DOI：
    10.1021/acs.cgd.1c00727
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Crystal Growth & Design
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Li K.;Dai X.;Manawan M.;Wang Q.;Pan J.H.
  • 通讯作者：
    Pan J.H.

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环境友好的金属卤素钙钛矿型光催化材料的理性设计与太阳燃料制备
  • 批准号：
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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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