等离子体技术可控制备亲水性聚偕胺肟/聚乙烯纤维材料及其海水提铀性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11675210
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3010.核技术在其他领域中的应用
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Uranium is one fundamental material of nuclear energy. The known uranium reserves are limited and restricted to just several land resources of the world. > 99% of global uranium exists as U(VI) in seawater with an average concentration of ~3.0 μg/L. The development of sorbents with ideal selective enrichment for U(VI) plays a significant role in the long term dependable of uranium supply. Poly(amidoxime)/polyethylene (PAO/PE) is the typical adsorbent used for extraction uranium from seawater. In this project, hydrophilic monomers acrylic acid (AA), vinyl alcohol (VA), and acrylamide monomer (AAM) are selected as the sources of carboxyl, hydroxyl and amide groups to study the effect of hydrophilic groups on the adsorption capability of PAO/PE for U(VI). PAO/PE is prepared by plasma induced copolymerization of acrylonitrile and hydrophilic monomers (AA, VA, AAM), followed by amidoximation. The PAO/PE will be characterized by different analysis techniques. The adsorption behavior, chemical speciation, and micro geometric structure of U(VI) on PAO/PE will be studied by batch adsorption method and EXAFS technique. Batch adsorption method is used to study the adsorption behavior of U(VI) at different solution conditions (such as solution pH, ionic strength, and reaction temperature) in details; the regeneration–reused of PAO/PE is processed by eluting U–laden PAO/PE with different elutriant; EXAFS technique is employed to study the chemical speciation and micro geometric structure of U(VI) species adsorbed on PAO/PE surface; related chemical software is employed to simulate the experimental data and characterization results to clarify the stable configuration and adsorption mechanisms of U(VI) in molecular level. The prospective findings from this project will have great scientific significance for the development of efficient adsorbent for extraction of U(VI) from seawater in near future.
发展经济实用的海水提铀材料是关系我国未来战略安全和核能健康发展的重大课题。吸附法被认为是最适宜的海水提铀方法之一。本项目利用低温等离子体技术在聚乙烯表面一步共聚上丙烯腈和亲水性单体,然后进行偕胺肟化处理,可控制备具有不同官能团组成和形貌的亲水性聚偕胺肟/聚乙烯(PAO/PE)材料,并对该材料的微观性质进行表征分析;采用静态批实验技术研究PAO/PE材料对铀的吸附性能与规律,采用海试验证实验研究PAO/PE材料对真实海水中铀的吸附性能,采用淋洗剂淋洗技术研究PAO/PE材料的再生-重复利用性能,利用相关化学软件对实验数据进行数值模拟和计算,结合材料微观表征结果,揭示PAO/PE材料制备条件、形貌、表面官能团构成、吸铀性能之间的内在联系,推导U(VI)在PAO/PE材料上的稳定构型和吸附机理,阐明PAO/PE材料表面官能团的作用机制。本项目的开展,将为发展高效海水提铀材料提供参考依据。

结项摘要

发展经济实用的海水提铀材料是关系我国未来战略安全和核能健康发展的重大课题。针对海水提铀未来发展需求,本项目计划采用等离子体技术对PAO基纤维材料表面官能团类型与结构进行设计,发展了多种对铀具有高选择性富集作用的亲水性PAO/聚乙烯纤维复合材料;获得了该材料主要物理-化学行为特性、吸铀性能与机理、以及主要环境因素的影响。研究结果表明,PAO基海水提铀材料的亲水性和海水提铀性能与其表面官能团紧密相关,等离子体技术可以便捷地完成PAO基材料表面官能团的特定功能化修饰,进而有效提升其亲水性和海水提铀性能。研究结果将为有效提升我国海水提铀材料的性能提供有效参考依据。在基金的支持下,项目成员在国际SCI刊物上公开发表论文14篇,其中本人为第一/通讯作者论文为8篇,第一资助论文为6篇。研究结果受到国内外同行的广泛关注,被国内外同行正面引用300余次。项目培养了2名博士生和4名硕士生。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Phosphate-Functionalized Polyethylene with High Adsorption of Uranium(VI)
高吸附铀(VI)的磷酸盐官能化聚乙烯
  • DOI:
    10.1021/acsomega.7b00375
  • 发表时间:
    2017-07-01
  • 期刊:
    ACS OMEGA
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Shao, Dadong;Li, Yuying;Marwani, Hadi M.
  • 通讯作者:
    Marwani, Hadi M.
B2O3-Bi2O3-ZnO based materials for low-sintering temperature immobilization of iodine adsorbed waste
B2O3-Bi2O3-ZnO基材料用于低烧结温度固定碘吸附废物
  • DOI:
    10.1016/j.jssc.2020.121518
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wei Guilin;Shu Xiaoyan;Zhang Zhentao;Li Qingyuan;Liu Yi;Wang Xiao;Xie Yi;Li Bingsheng;Shao Dadong;Lu Xirui
  • 通讯作者:
    Lu Xirui
Boron assisted low temperature immobilization of iodine adsorbed by silver-coated silica gel
硼辅助银包硅胶低温固定化碘
  • DOI:
    10.1016/j.jnucmat.2019.151758
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Materials
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Wei Guilin;Li Bingsheng;Zhang Zhentao;Chen Shunzhang;Shu Xiaoyan;Wang Xiao;Liu Yi;Xie Yi;Shao Dadong;Lu Xirui
  • 通讯作者:
    Lu Xirui
Facile synthesis of gelatin modified attapulgite for the uptake of uranium from aqueous solution
轻松合成明胶改性凹凸棒石用于从水溶液中吸收铀
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2017.03.076
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Han, Huaxuan;Cheng, Cheng;Shao, Dadong
  • 通讯作者:
    Shao, Dadong
Adsorption of U(VI) on bentonite in simulation environmental conditions
模拟环境条件下膨润土对 U(VI) 的吸附
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2017.07.048
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Wang Jiaquan;Chen Zhi;Shao Dadong;Li Yuying;Xu Zimu;Cheng Cheng;Asiri Abdullah M.;Marwani Hadi M.;Hu Shuheng
  • 通讯作者:
    Hu Shuheng

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其他文献

Effects of alpha irradiation on Nd2Zr2O7 matrix for nuclear waste forms
α 辐照对核废料形式 Nd2Zr2O7 基体的影响
  • DOI:
    10.1007/s41779-017-0123-x
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Journal of the Australian Ceramic Society
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    陈顺彰;舒小艳;王兰;匙芳廷;邵大冬;丁艺;袁勋;卿琪;卢喜瑞
  • 通讯作者:
    卢喜瑞
纳米材料和纳米技术在核废料处理中的应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    核化学与放射化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭小丽;陈长伦;邵大冬;王祥科
  • 通讯作者:
    王祥科
Effects of heavy-ion irradiation on Gd2Zr2O7 bearing simulated TRPO waste
重离子辐照对含有 Gd2Zr2O7 的模拟 TRPO 废料的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2018.04.254
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    卢喜瑞;舒小艳;刘旭东;谢忆;王兰;邵大冬
  • 通讯作者:
    邵大冬
Immobilization of uranium-contaminated soil into glass waste by microwave sintering: Experimental and theoretical study
微波烧结将铀污染土壤固定在玻璃废料中:实验和理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.jnoncrysol.2020.120551
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Journal of Non-Crystalline Solids
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    罗雰;唐鹤溪;舒小艳;陈顺彰;李炳生;史克油;谢忆;邵大冬;卢喜瑞
  • 通讯作者:
    卢喜瑞
Immobilization of simulated An4+ in radioactive contaminated clay via microwave sintering
通过微波烧结将模拟 An4 固定在放射性污染粘土中
  • DOI:
    10.1016/j.matchemphys.2020.123534
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Materials Chemistry and Physics
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    舒小艳;陈顺彰;黄雯孝;李炳生;邵大冬;谢忆;卢喜瑞
  • 通讯作者:
    卢喜瑞

其他文献

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邵大冬的其他基金

海水天然有机物对聚偕胺肟基材料海水提铀性能的影响及作用机制研究
  • 批准号:
    22176098
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海水天然有机物对聚偕胺肟基材料海水提铀性能的影响及作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
磷化聚偕胺肟/聚乙烯复合材料抗生物污损和海水提铀性能研究
  • 批准号:
    21976089
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    66 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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