石墨烯改性纳米磁晶对有机污染物及致病微生物协同修复和机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21377061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Until now, there is no compound pollution model and synergetic remediation method about typical harmful organic pollutants and pathogenic microorganisms from water due to their low concentrations, whose research progress is very low. In this proposal, graphene modified magnetic nanocrystals will be prepared through green chemistry method; simulated water combined organic pollutants and pathogenic microorganisms will be obtained, through studying the roles of valence bond changes and electron transfers on coupled surface of graphene modified magnetic nanocrystals, an efficient model adsorbent will be obtained; to build a synergetic performance evaluation system on both organic pollutants and pathogenic microorganisms, and study how the structure, component of graphene modified magnetic nanocrystals affect synergetic remediation performance, to establish adsorption desorption principle by investigating the effect of several environmental conditions on removing compound contaminants, such as water quality, concentration, temperature, ionic strength, pH value, and so on; to establish molecular dynamics model and clarify its mechanism while removing synergistically organic pollutants and pathogenic microorganisms using grapheme modified magnetic nanocrystals as adsorbents. After the research project being finished, it is beneficial to water safety, control and synergetic remediation of compound pollutions, which is favor of the foundation for new theory.
水中有机污染物及致病微生物含量较低,危害非常巨大,复合污染有效模型及协同修复方法尚是空白,相关研究进展缓慢。本研究拟利用绿色合成手段制备石墨烯改性纳米磁晶;模拟水体复合污染条件,通过调控石墨烯与纳米磁晶耦合界面的价键变化和电子迁移转化规律,筛选出稳定、高效的石墨烯改性纳米磁晶吸附剂;构建复合污染条件下有机污染物及致病微生物协同修复效能的评价体系,考察石墨烯改性纳米磁晶结构、组成与有机污染物及致病微生物协同修复的关系;揭示水质、浓度、温度、离子强度和pH值等环境因素对石墨烯改性纳米磁晶协同修复有机污染物及致病微生物的影响规律,探知其协同吸附/脱附作用原理;建立有机污染物及致病微生物在石墨烯改性纳米磁晶表面协同富集的分子动力学模型,阐明石墨烯改性纳米磁晶微观结构对有机污染物及致病微生物协同修复效率作用机制。本项目的研究成果将为水体安全、水体复合污染的诊断、控制与修复等奠定理论基础。

结项摘要

本研究利用绿色合成手段制备石墨烯改性纳米磁晶,模拟水体复合污染条件,通过调控石墨烯与纳米磁晶耦合界面的价键变化和电子迁移转化规律,筛选出了稳定、高效的石墨烯改性纳米磁晶吸附剂,构建了复合污染条件下有机污染物及致病微生物协同修复效能的评价体系,考察了石墨烯改性纳米磁晶结构、组成与有机污染物及致病微生物协同修复的关系,揭示了水质、浓度、温度、离子强度和pH 值等环境因素对石墨烯改性纳米磁晶协同修复有机污染物及致病微生物的影响规律,探知了其协同吸附/脱附作用原理,建立了有机污染物及致病微生物在石墨烯改性纳米磁晶表面协同富集的分子动力学模型,阐明了石墨烯改性纳米磁晶微观结构对有机污染物及致病微生物协同修效率作用机制。本项目的研究成果将为水体安全、水体复合污染的诊断、控制与修复等奠定理论基础。.重点探索了水体中典型致病微生物E.coil的杀灭和抗性基因的吸附脱除及其机理。通过制备Fe3O4改性石墨烯纳米复合材料、磁性Ag-CoFe2O4-GO、超薄Fe3O4-TiO2纳米片、Ag/g-C3N4可见光光催化剂、TiO2-BiWO6复合双纳米片、Ag2WO4修饰的介孔g-C3N4、氧化石墨烯纳米片这些材料杀灭E.coil和吸附抗性基因。.重点探索了水体中抗生素等污染物的脱除及其机理。通过CexZr1-xO2/RGO 复合材料电极研究对环丙沙星(CIP)高效的矿化效率,在电芬顿系统中采用三维CeO2/RGO复合材料作为阴极协同降解水中的抗菌药物环丙沙星,在电芬顿系统中用CexA1-xO2复合材料改性碳毡阴极降解环丙沙星。.重点探索了大气中典型污染物氮氧化物的脱除及其机理。制备介孔MnCo2O4 及研究低温SCR脱硝活性,探究不同形貌的MnCo2O4催化剂对脱硝性能的影响,探究介孔MnO2在低温下选择催化还原技术中的应用,探究三维立体有序介孔CexZr1-XO2在NH3-SCR应用,探究Mn2O3负载Fe2O3六方微米片在低温NH3-SCR应用,探究MnFeOx纳米棒在低温以NH3选择性催化还原NOx,介孔材料WO3(χ)-CeO2的制备及NH3-SCR脱硝性能。.重点探索了光催化分解水产氢同时脱除水体中典型有机污染物。探究高效光催化水分解复合物催化剂rGO/Pt-TiO2还原氧化石墨烯的基本作用。

项目成果

期刊论文数量(30)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Rapid degradation of toxic toluene using novel mesoporous SiO2 doped TiO2 nanofibers
使用新型介孔 SiO2 掺杂 TiO2 纳米纤维快速降解有毒甲苯
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2013.08.018
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Catalysis Today
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhan Sihui;Yang Yang;Gao Xichao;Yu Hongbing;Yang Shanshan;Zhu D;an;Li Yi
  • 通讯作者:
    Li Yi
Enhanced disinfection application of Ag-modified g-C3N4 composite under visible light
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016-06-05
  • 期刊:
    APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL
  • 影响因子:
    22.1
  • 作者:
    Ma, Shuanglong;Zhan, Sihui;Zhou, Qixing
  • 通讯作者:
    Zhou, Qixing
Efficient water disinfection with Ag2WO4-doped mesoporous g-C3N4 under visible light
可见光下Ag2WO4掺杂介孔g-C3N4的高效水消毒
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2017.05.011
  • 发表时间:
    2017-09-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Li, Yi;Li, Yanan;Zhan, Sihui
  • 通讯作者:
    Zhan, Sihui
Three-dimensional ordered mesoporous CeXZr1−XO2 for selective catalytic reduction removal of NOX with NH3
三维有序介孔CeXZr1-XO2用于NH3选择性催化还原去除NOX
  • DOI:
    10.1016/j.apcata.2016.10.001
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Applied Catalysis A: General
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yi Li;Yuan Wan;Yanping Li;Sihui Zhan;Qingxin Guan;Yang Tian
  • 通讯作者:
    Yang Tian
Facile preparation of MnO2 doped Fe2O3 hollow nanofibers for low temperature SCR of NO with NH3
简易制备MnO2掺杂Fe2O3中空纳米纤维用于NH3低温SCR还原NO
  • DOI:
    10.1039/c4ta04807e
  • 发表时间:
    2014-11
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Zhan Sihui;Qiu Mingying;Yang Shanshan;Zhu D;an;Yu Hongbing;Li Yi
  • 通讯作者:
    Li Yi

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土壤环境基准/标准研究需要解决的基础性问题
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛旭方;于晗;洪楠;王攀;展思辉;于宏兵
  • 通讯作者:
    于宏兵
电形成法制备脂质体
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Progress in Chemistry
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    景婧;李轶;刘剑;展思辉
  • 通讯作者:
    展思辉

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水环境中耐药菌与抗性基因在二维类石墨烯纳米功能材料协同去除体系中的微观机制研究
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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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