基于同步辐射X射线谱学新型硅基超分子杂化功能材料吸附放射性核素Cs-137的机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1832124
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3202.上海光源
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Cs-137 is one of the radionuclide heat generators in spent nuclear fuel with a half-life of 30 years, which is of great concern in environment and human health. It exists in the form of cation with good solubility in aqueous solution and is easy to migrate, diffuse, and intake by organisms, resulting in more radiation damage. Thus, it is valuable to develop efficient methods to treat the radioactivie cesium. In terms of host-gust recognition and self-assembly technology, the present work will intend to design novel macrocyclic supramolecular derivatives and corresponding supramolecular hybrid materials with silica carrier for removing cesium pollutants from water environments based on screening the best known capturing materials. Then, the adsorption behaviors of cesium and other coexisted anions by supramolecular hybrid materials will be investigated, including the influence of temperature, concentration, pH values, contact time and so on. It aims to establish the relationship of structure-properties and propose a reasonable solution for deeply removing radioactive cesium pollutants from water environments. In terms of the X-ray absorption fine structure (XAFS) spectra of Shanghai Synchrotron Radiation Facility, the adsorption mechanism of cesium by supramolecular hybrid materials will be demonstrated with the help of supplementary traditional spectroscopy and single crystal X-ray diffraction techniques, which is extremely beneficial for further designing better supramolecular hybrid materials for cesium capturing.
Cs-137是核能发电过程中产生的一种高释热放射性核素,其半衰期为30年,具有较持久的放射性危害,易于在生物圈迁移扩散和被生物体吸收富集,造成辐射损伤。为降低水体中放射性铯污染含量,消除对人体健康的安全风险,研究有效去除铯污染处理方法具有重要价值。本项目拟基于主客体识别和自组装技术,通过结构调控设计新颖的大环超分子主体;依据非共价键相互作用及匹配原则,系统研究硅基超分子功能杂化材料对铯的吸附分离能力,筛选出最佳超分子功能杂化材料;考察该杂化材料吸附铯及典型共存离子性能和吸附分离技术可行性,明确温度、浓度、酸度和接触时间等因素变化对铯吸附分离的影响,建立构效关系;提出从放射性废水中去除铯污染物的解决方案。基于上海同步辐射光源的X射线吸收精细结构谱(XAFS),并结合传统光谱和单晶X射线单晶衍射等表征方法,从宏观和微观上揭示硅基超分子杂化材料吸附分离铯的机制。

结项摘要

铯-137是乏燃料后处理过程中产生的高释热核素,其半衰期为30年,具有较持久的放射性危害,易于在生物圈迁移扩散和被生物体吸收富集,造成辐射损伤,对生态环境和人体健康具有潜在的危害性,研究其有效分离方法,明确分离机制,具有重要科学价值。本项目制备与表征了十余种超分子衍生物,通过工艺技术优化,建立了合成超分子衍生物技术路线;合成了以硅基超分子识别材料为代表的不同类型超分子识别杂化功能材料,在XRD、29Si CP/MAS NMR等手段表征其组成与结构基础上,依据非共价键相互作用及匹配原则,考察了硝酸溶液中超分子识别材料对铯及十余种典型共存元素的吸附特性,明确了温度、硝酸浓度和接触时间等因素变化对铯吸附性能的影响,研究了超分子识别材料的稳定性,获得了吸附分离铯最佳实验条件及重要参数。结果表明,硅基超分子识别材料吸附铯能力强、选择性高,基于此提出了从硝酸溶液中有效去除铯概念流程。通过X射线吸收精细结构谱(XAFS)及XPS和EDS等传统表征手段,揭示了硅基超分子识别材料吸附铯微观机制,明确了超分子衍生物与铯配位信息。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Effective Removal of Cesium by New Functionalized 1,3-Alternate Calixcrown Materials Immobilized on a Silica Carrier
固定在二氧化硅载体上的新型功能化 1,3-替代杯冠材料有效去除铯
  • DOI:
    10.1080/07366299.2021.1961424
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Solvent Extraction and Ion Exchange
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Anyun Zhang;Rongrong Chen;Zheng Wang;Jiatian Su;Wenwen Zhang
  • 通讯作者:
    Wenwen Zhang
Selective Adsorption, Reduction, and Separation of Au(III) from Aqueous Solution with Amine-Type Non-Woven Fabric Adsorbents
胺型无纺布吸附剂对水溶液中 Au(III) 的选择性吸附、还原和分离
  • DOI:
    10.3390/ma13132958
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Materials
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chen Huang;Xiao Xu;Junxuan Ao;Lin Ma;Feng Ye;Ziqiang Wang;Lu Xu;Xiaoyan Zhao;Hongjuan Ma
  • 通讯作者:
    Hongjuan Ma
Investigation and life expectancy prediction on poly(ether-ether-ketone) cables for thermo-oxidative aging in containment dome of nuclear power plant
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  • DOI:
    10.1016/j.polymertesting.2021.107362
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Polymer Testing
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Renhao Ding;Lu Xu;Jianxi Li;Jian Liao;Jiejun Wang;Ziqiang Wang;Hongjuan Ma
  • 通讯作者:
    Hongjuan Ma
A novel ion-imprinted amidoxime-functionalized UHMWPE fiber based on radiation-induced crosslinking for selective adsorption of uranium.
一种基于辐射诱导交联的新型离子印迹偕胺肟功能化UHMWPE纤维,用于选择性吸附铀
  • DOI:
    10.1039/c9ra05440e
  • 发表时间:
    2019-09-09
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ao, Junxuan;Zhang, Hongjun;Xu, Xiao;Yao, Fujia;Ma, Lin;Zhang, Lan;Ye, Bangjiao;Li, Qingnuan;Xu, Lu;Ma, Hongjuan
  • 通讯作者:
    Ma, Hongjuan
新型calix[4]biscrown 超分子识别材料制备及其吸附铷和铯性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯林怡;张安运;苏佳天
  • 通讯作者:
    苏佳天

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    2.College of Pharmacological Sciences,Zhejiang Uni
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  • DOI:
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  • 期刊:
    化学进展
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  • 作者:
    张安运
  • 通讯作者:
    张安运

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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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