金属-有机聚合体络合物构建与多相类芬顿催化水净化机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51808140
  • 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:
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 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

In view of the degradation of the refractory organic pollutants in water and the application bottlenecks of the classical Fenton technology, this project breaks through the classical Fenton mechanism and proposes to develop transition-metal compounds-organic polymer complexes to accelerate the interfacial electron transfer, resulting in the direct contact of metal ions and H2O2 being no longer a necessary condition for the Fenton reaction. A new Fenton-like system based on the developed transition-metal compounds-organic polymer complexes will be established to degrade the typical refractory organic pollutants such as pesticides, pharmaceuticals and endocrine disrupting chemicals in water. The interaction of catalyst, pollutants and H2O2 will be studied thoroughly to reveal the interfacial electron transfer rules and the micro-interfacial reaction processes, which can provide the theoretical foundation for developing new heterogeneous Fenton-like catalyst. Finally, we will investigate the degradation kinetics of the Fenton-like system, optimize the reaction conditions and establish an efficient fixed Fenton-like water treatment system in pilot scale to provide technical support for the removal of refractory organic pollutants.
本项目针对水中难降解有机污染物的去除和经典芬顿技术的应用瓶颈问题,提出通过构建过渡金属化合物-有机聚合体络合物加速界面电子传输,突破经典芬顿反应原理,使过氧化氢与金属离子直接接触不再是催化反应进行的必要条件。进而基于过渡金属化合物-有机聚合体络合物建立新型类芬顿催化体系处理水中典型的难降解有机污染物如农药、医药和内分泌干扰素。深入研究催化剂、污染物以及过氧化氢三者的相互作用机制,揭示其界面电子迁移转化规律和污染物的界面微观反应过程,为新型多相芬顿催化剂的研制提供依据。最后考察体系降解动力学过程,优化此多相芬顿催化反应工艺,建立高效类芬顿固定床水处理系统,为难降解有机污染物去除提供技术支撑。

结项摘要

本项目针对水中难降解有机污染物的去除和经典芬顿技术的应用瓶颈问题,基于Cu、Fe、Co、Mo和V等不同物种构建过渡金属化合物-有机聚合体络合物加速界面电子传输,突破经典芬顿反应原理,通过构建和强化“金属阳离子-π”相互作用,实现了不同类型污染物供电子和溶解氧得电子联动效应,显著降低了类芬顿水处理中的H2O2消耗。并深入研究了催化剂、污染物、H2O2和溶解氧之间的相互作用过程,揭示了界面电子迁移转化规律和污染物降解机制。最后基于优化的催化剂建立了高效类芬顿固定床水处理中试系统,为新型多相芬顿催化剂的研制和应用提供了技术支撑。在Environ. Sci. Technol.、Appl. Catal. B-Environ.、J. Hazard. Mater.等权威学术期刊总共发表高水平SCI论文18篇,其中1篇已成为ESI高被引论文,获得授权发明专利3项。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
π-π conjugation driving peroxymonosulfate activation for pollutant elimination over metal-free graphitized polyimide surface
γ-γ共轭驱动过一硫酸盐活化,消除无金属石墨化聚酰亚胺表面的污染物
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2021.125191
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Cao Wenrui;Luo Yongxiang;Cai Xuanying;Wang Shuguang;Hu Chun;Lyu Lai
  • 通讯作者:
    Lyu Lai
Efficient Fenton-like process for organic pollutant degradation on Cu-doped mesoporous polyimide nanocomposites
铜掺杂介孔聚酰亚胺纳米复合材料高效类芬顿过程降解有机污染物
  • DOI:
    10.1039/c8en01365a
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Science-Nano
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Lyu Lai;Han Muen;Cao Wenrui;Gao Yaowen;Zeng Qingyi;Yu Guangfei;Huang Xuan;Hu Chun
  • 通讯作者:
    Hu Chun
In situ generation and efficient activation of H2O2 for pollutant degradation over CoMoS2 nanosphere-embedded rGO nanosheets and its interfacial reaction mechanism
CoMoS2纳米球嵌入的rGO纳米片原位产生并高效活化H2O2降解污染物及其界面反应机制
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2019.02.062
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Han, Muen;Lyu, Lai;Hu, Chun
  • 通讯作者:
    Hu, Chun
Dual-reaction-center catalytic process continues Fenton's story
双反应中心催化过程延续芬顿的故事
  • DOI:
    10.1007/s11783-020-1261-x
  • 发表时间:
    2020-05-22
  • 期刊:
    FRONTIERS OF ENVIRONMENTAL SCIENCE & ENGINEERING
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Lu, Chao;Deng, Kanglan;Lyu, Lai
  • 通讯作者:
    Lyu, Lai
铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张帆;宋阳;胡春;吕来
  • 通讯作者:
    吕来

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其他文献

多相芬顿催化水处理技术与原理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕来;胡春
  • 通讯作者:
    胡春

其他文献

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吕来的其他基金

过氧化氢协助铜/钼基材料表面双反应中心驱动氧还原去除水中难降解有机污染物机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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