以水中抗生素污染物的传感检测和吸附分离为导向的发光多孔MOFs材料合成与性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21771096
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0102.配位化学
  • 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

Antibiotics are largely produced and widely used in China during the last decades, which cause a big concern about their negative impacts on human health and ecosystem, especially for ambient water. The development of effective materials for detection and removal of antibiotic pollutants in water is an urgent problem to be solved. In this research project, a series of luminescent porous metal-organic frameworks (MOFs) with desired pores will be prepared from the assembly of strongly light-absorbing or light-emitting and hydrophobic amide carboxylate ligands with high-valent metal centers (such as Zr(IV), In(III), Eu(III) and Tb(III) etc.), by using antibiotic molecules or their structural analogs as templates. The free-template MOFs obtained by the heating, vacuum treatment or supercritical fluid extraction (SFE) method after solvent-exchange will be applied to selectively detect and adsorb antibiotic pollutants in water. The relationship between detecting/adsorbing properties and MOFs’ framework structures, shapes and sizes of pores, the types of adsorption as well as the host-guest interactions (π-π interactions, H-bonds etc.) will also be discussed. This study will not only provide new materials for detection and removal of antibiotic pollutants in water, but also prompt the development and integration of chemistry, materials and environmental sciences.
我国是抗生素生产和使用大国,每年有大量抗生素污染物被排放到环境水体中,开发一种快速检测、分离去除水中抗生素污染物的新材料是当前亟待解决的问题。本项目拟采用“分子模板”合成法,将含疏水基团的光功能酰胺羧酸配体与Zr(IV)、In(III)、Eu(III)、Tb(III)等高价金属组装,设计合成一系列具有特定孔道结构的水相中稳定的发光多孔MOFs新材料。利用低沸点溶剂交换“模板分子”后,通过加热、真空处理或超临界萃取等方法将其脱除;研究所得MOFs材料对水中抗生素污染物的选择性传感检测和吸附分离性能,探讨MOFs材料的骨架结构、孔道大小和形状、吸附类型以及主客体相互作用(如π-π作用、氢键)等对传感检测和吸附分离性能的影响,总结其结构和性能之间的构效关系,为环境水体中抗生素污染物的快速检测和分离去除提供科学依据。本项目对促进化学、材料和环境等学科的交叉融合具有重要意义。

结项摘要

我国是抗生素生产和使用大国,每年有大量抗生素污染物被排放到环境水体中,开发快速检测和分离去除水中抗生素等污染物的新材料是当前亟待解决的问题。本项目利用光功能有机羧酸配体与多种过渡、稀土和主族金属组装,设计合成了一系列具有特定结构的水相中稳定的发光MOFs化合物。通过加热、真空处理等方法脱除溶剂分子后,得到具有多孔结构的MOFs材料;研究结果表明该类MOFs材料对水中抗生素等污染物具有良好的选择性传感检测和吸附分离性能。结合实验数据和量化计算结果,深入分析了MOFs材料的骨架结构、孔道大小和形状以及主客体相互作用等对传感检测和吸附分离性能的影响,总结了其结构和性能之间的构效关系。本项目的研究,为环境水体中抗生素等污染物的传感检测和吸附分离提供了科学依据,也促进了化学、材料和环境等学科的交叉融合。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(12)
专利数量(4)
A water-stable homochiral luminescent MOF constructed from an achiral acylamide-containing dicarboxylate ligand for enantioselective sensing of penicillamine
由非手性酰胺基二羧酸配体构建的水稳定纯手性发光 MOF,用于青霉胺的对映选择性传感
  • DOI:
    10.1039/c8cc06274a
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Zhang Qingfu;Lei Mingyuan;Kong Fang;Yang Yan
  • 通讯作者:
    Yang Yan
Two novel lead-based coordination polymers for luminescence sensing of anions, cations and small organic molecules
两种新型铅基配位聚合物,用于阴离子、阳离子和小有机分子的发光传感
  • DOI:
    10.1039/d0dt00533a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhao Xue-Yan;Liang Bing;Xiong Ke-Cai;Shi Yu-Wen;Yang Si-Lei;Wei Ting-Yu;Zhang Hui;Zhang Qing-Fu;Gai Yan-Li
  • 通讯作者:
    Gai Yan-Li
An excellent water-stable 3D Zn-MOF with 8-fold interpenetrated diamondoid topology showing "turn-on/turn-off" luminescent detection of Al(3+) and SNT in aqueous media.
具有 8 倍互穿类金刚石拓扑结构的优异水稳定性 3D Zn-MOF,可对水介质中的 Al3 和 SNT 进行“开启/关闭”发光检测
  • DOI:
    10.1039/d1ra06590d
  • 发表时间:
    2021-10-04
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Gao, Xiuting;Wang, Xiaohe;Feng, Miaomiao;Yang, Ming;Zhang, Qingfu
  • 通讯作者:
    Zhang, Qingfu
A One-Dimensional Double-Chain Co(II) Metal-Organic Framework Based on Mixed Flexible N-donor Carboxylate and Bipyridine Ligands: Synthesis, Structure, Thermal Stability and Magnetic Property
基于混合柔性N给体羧酸酯和联吡啶配体的一维双链Co(II)金属有机骨架:合成、结构、热稳定性和磁性
  • DOI:
    10.1007/s10876-019-01648-y
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Cluster Science
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Lei Mingyuan;Wang Xiaohe;Shi Yang;Zhang Qingfu
  • 通讯作者:
    Zhang Qingfu
A water-stable multi-responsive luminescent Zn-MOF sensor for detecting TNP, NZF and Cr2O72- in aqueous media
一种水稳定性多响应发光 Zn-MOF 传感器,用于检测水介质中的 TNP、NZF 和 Cr2O72-
  • DOI:
    10.1039/d0dt03049j
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang Xiaohe;Lei Mingyuan;Zhang Tianjun;Zhang Qingfu;Zhang Rufen;Yang Ming
  • 通讯作者:
    Yang Ming

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其他文献

阳离子表面活性剂 R16HTAB 及其复配体系的流变性能
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    --
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    魏西莲
关注电烧伤所致精神障碍
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    2020
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    张庆富
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    张庆富
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    孙德志

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张庆富的其他基金

具有化学传感功能的多孔发光MOFs材料的设计构筑及其检测大气中POPs的研究
  • 批准号:
    21001061
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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

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          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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