农业回用水中有机污染物的选择性吸附-光催化降解机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51308278
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E10.环境工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In order to ensure the ecological security of the reused water for agriculture, it is necessary to selectively remove toxic pollutants and retain organic nutrients simultaneously. Therefore, this project will prepare inorganic molecularly imprinted TiO2 photocatalysts with high selectivity and photocatalytic activity via hydrothermal method under low temperature, using titanium alkoxide as the source of titanium and the precursor of functional monomer. At the micro-level the interface processes such as the molecular recognition, selective enrichment of the molecularly imprinted TiO2 photocatalysts towards target toxic organic pollutants will be investigated. The structure-activity relationship of the surface structure and selective adsorption-photocatalytic performance will be clarified. The intermediate products of target toxic organic pollutants during the photocatalysis process were real-time monitored by high performance liquid chromatography-mass spectrum technique and electron spin resonance technique. The mechanism of selective adsorption-photocatalytic performance of molecularly imprinted TiO2 towards target organic pollutants will be clarified. The technology model of selective recognition and photocatalytic degradation of toxic pollutants will be constructed. The scientific basis and technical principle for agricultural water security will be provided.
为了保障农业回用水的生态安全性,有必要在最大限度保留回用水中有机营养成分的同时,选择性去除水体中有毒有害的污染物。为此本项目拟以钛醇盐为钛源和印迹功能单体的前驱体,采用水热法低温制备具有基于分子识别的高选择性和高光催化活性的无机骨架分子印迹型TiO2光催化剂。在微观层次上研究分子印迹型TiO2光催化剂表面结构对目标有毒有机污染物的分子识别、选择性富集等界面过程,阐明其表面结构与选择性吸附-光催化性能的构效关系。利用高效液相-质谱连用和电子自旋共振技术实时监测降解的中间产物,探明分子印迹型TiO2光催化剂降解有毒有机污染物的选择性吸附-光催化作用机制,构建选择性识别和光催化降解有毒污染物的技术原型,为农业用水安全提供科学依据和技术原理。

结项摘要

为了最大限度保留农业回用水中有机营养成分的同时,选择性去除水体中有毒有害污染物,本项目以钛醇盐为钛源和印迹功能单体的前驱体,采用溶胶-凝胶法、水热法制备具有高特异识别能力的无机骨架分子印迹型光催化剂;控制无机骨架分子印迹型光催化剂的晶型、形貌和识别位点获得对目标有机污染物具有高选择性吸附性能和光催化氧化特性的纳米材料;研究无机骨架分子印迹型光催化剂的分子识别性能及识别机理;开展无机骨架分子印迹型光催化剂对高毒有机污染物的选择性富集和催化降解的探索研究,探索目标污染物选择性去除效率和分子印迹型光催化剂的构效关系。相比已有的分子印迹型光催化剂而言,这种方法具有如下优势:不需要加入有机功能单体,制备工艺简单,能耗低,从而降低分子印迹型光催化的制备成本;无机骨架分子印迹型TiO2的刚性结构增强了印迹孔穴的稳定性,使得分子印迹型光催化剂的识别位点不易被破坏,有利于无机骨架分子印迹型光催化剂对目标污染物进行选择性吸附与高效催化氧化,保证其选择性降解能力的持续性和重现性,可以大大提高分子印迹型光催化剂的使用寿命。无机骨架分子印迹型光催化剂对目标分子的吸附和光催化性能远远高于相应的非分子印迹型光催化剂,其选择性光催化活性是非分子印迹型光催化剂的2倍以上,这归因于印迹空穴对目标污染物的特定吸附。本项目研究工作表明,无机骨架别分子印迹型TiO2纳米材料对目标污染物降解的选择性高,对农业回用水复杂体系中有毒污染物的去除具有重要的科学意义和实际应用价值。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biosorption of lead (ΙΙ) by endophytes EPL01 of high arsenic resistance isolated from hyperaccumulator plant Pteris Cretica.
从超富集植物 Pteris Cretica 中分离出的具有高砷抗性的内生菌 EPL01 对铅 (β) 的生物吸附。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Asia Journal of chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yiting Luo;Ruizhi Dong;Fang Deng;Xinman Tu
  • 通讯作者:
    Xinman Tu
Sol-Hydrothermal Synthesis of Inorganic-Framework Molecularly Imprinted TiO2 Nanoparticle and Its Enhanced Photocatalytic Activity For Degradation of Target Pollutant
溶胶水热合成无机骨架分子印迹TiO2纳米粒子及其增强光催化降解目标污染物的活性
  • DOI:
    10.1166/sam.2016.2695
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Science of Advanced Materials
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Deng Fang;Zhao Xiang;Pei Xule;Luo Xubiao;Li Wentao;Au Chaktong
  • 通讯作者:
    Au Chaktong
Fabrication of Hierarchically Porous Reduced Graphene Oxide/SnIn4S8 Composites by a Low-Temperature Co-Precipitation Strategy and Their Excellent Visible-Light
低温共沉淀法制备多级孔还原氧化石墨烯/SnIn4S8复合材料及其优异的可见光性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Catalysts
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xubiao Luo;Dionysios D. Dionysiou;Shaolin Wu;Shenglian Luo
  • 通讯作者:
    Shenglian Luo
Excellent Regeneration of Inorganic-framework Molecularly Imprinted TiO2 and its Regeneration Mechanism
无机骨架分子印迹TiO2的优异再生及其再生机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    J. Adv. Oxid. Technol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wentao Li;Meixia Zhou;Fang Deng;Xubiao Luo
  • 通讯作者:
    Xubiao Luo
Facile One-Step Synthesis of Inorganic-Framework Molecularly Imprinted TiO2 and Its Molecular Recognitive Photocatalytic Degradation of Target Pollutant
无机骨架分子印迹TiO2的简易一步合成及其分子识别光催化降解目标污染物
  • DOI:
    10.1166/sam.2014.1779
  • 发表时间:
    2014-03-01
  • 期刊:
    SCIENCE OF ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Deng, Fang;Li, Ke;Au, Chaktong
  • 通讯作者:
    Au, Chaktong

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基于药效基团光催化降解的抗生素毒性削减机制研究
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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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