新结构高性能多尺度复合炭素材料的设计、合成及其海水淡化性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21336001
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    310.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B08.化学工程与工业化学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The consumption and sustainable supply of fresh water have become one of the top priority issues faced by the global community. Recently, the capacitive deionization (CDI) technology for desalination has drawn much attention because of its potential as an environmentally-friendly yet energy-efficient alternative to membrane desalination and thermal processes currently available for producing fresh water from salted water sources. For the CDI technology, the electrode materials with tuned pore structure and surface properties and functions such as conductivity are the key to an efficient desalination process. This project aims to deliver techniques that can greatly improve the adsorptive capacity and the ion selectivity of the carbon electrodes used in CDI processes. For this project, the main issues to be addressed include, but not limited to: to develop new strategies for fabricating novel hierarchical functional carbon materials with tuned structure and properties for CDI; to develop techniques for tuning the pore structures and surface properties of the concerned carbon materials as electrosorptive electrodes; to study the interaction of the ions with pore surface and interfaces in the carbon electrodes and to understand the transport mechanism in the pore structures; to develop and establish strategies for the design and large scale fabrication of the carbon electrodes with different yet tuned forms and textures in general, and with greatly improved long-life reusable performance for CDI in particular; to develop new principles and methods that will pave a new way for making competitive low-operation-cost CDI processes to solve the bottle-neck problems faced by the desalination of salted water resources. These efforts will give an impetus to the development of the CDI technologies not only in China but also in the world.
电容去离子技术是一种低耗高效环保的苦咸水脱盐高新技术,其核心和关键是高性能炭基电极材料的创制。本项目针对目前炭材料电极脱盐容量低、离子吸附选择性差等瓶颈性难题,研究并建立创制结构新颖、性能优异的炭电极材料的新技术策略,提出并发展调控炭电极材料的孔道结构及其表面物理化学性质的新方法,研究揭示金属离子与炭电极表面/界面的相互作用机制、及其在炭材料多级孔道结构中的输运特性;提出并建立功能性炭电极材料的新设计理念和调变策略,解决传统的电容去离子脱盐电极材料抗污染能力弱、循环使用性能差等关键问题,研究建立规模化构筑新型功能化炭电极材料和电容去离子模块化组装结构的新技术方法,发展基于电容去离子技术的低耗、无污染、高效苦咸水脱盐及污水脱盐回用再生的新原理和新方法。项目的实施将为开发低耗高效环境友好的苦咸水/海水淡化、污水再生及生物质化学品脱盐等技术奠定理论和技术基础,有重要的学术价值和广阔的应用前景。

结项摘要

电容去离子技术是一种低耗高效环保的苦咸水脱盐高新技术,其核心和关键是高性能炭基电极材料的创制。本项目针对目前炭材料电极脱盐容量低、循环稳定性差等瓶颈性难题,开展系列工作。采用静电纺丝技术,研究并建立创制结构新颖、性能优异的碳纤维复合电极材料的新技术策略;提出并发展氧化、氨基化及磺化反应调控炭电极材料的表面物理化学性质的新科学方法,研究揭示了金属离子与炭电极表面/界面的相互作用机制;提出并组装无离子交换膜的杂化电容去离子模块新设计理念和调变策略,以此提高脱盐量(14.9 mg g-1)及电流效率(60 %);研究并建立了油水分离用碳纳米管/石墨烯复合材料的新技术思路;研究并发展了重金属脱除方面有良好效果的ZIF-8/碳纤维复合材料及改性聚丙烯腈凝胶材料合成新技术;研究建立规模化构筑新型功能化炭电极材料和电容去离子模块化组装结构的新技术方法,该系统的吨水处理能耗为1.15 kWh;绿色能源太阳能电池用于CDI的输出,实现了55 %以上的能量回收率,进一步降低了CDI技术的能耗。成果为开发低碳、低耗、低廉及低污的苦咸水/海水淡化、污水再生及生物质化学品脱盐等技术奠定了理论和技术基础,有重要学术价值和广阔应用前景。

项目成果

期刊论文数量(60)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(11)
Electrolysis removal of methyl orange dye from water by electrospun activated carbon fibers modified with carbon nanotubes
碳纳米管改性电纺活性碳纤维电解去除水中甲基橙染料
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2014.05.017
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Sun Yingying;Wang Gang;Dong Qiang;Qian Bingqing;Meng Yulan;Qiu Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu Jieshan
Nanohybrids from NiCoAl-LDH coupled with carbon for pseudocapacitors: understanding the role of nano-structured carbon
NiCoAl-LDH 的纳米混合物与碳耦合用于赝电容器:了解纳米结构碳的作用
  • DOI:
    10.1039/c3nr05477b
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yu Chang;Yang Juan;Zhao Changtai;Fan Xiaoming;Wang Gang;Qiu Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu Jieshan
Nitrogen and phosphorus dual-doped graphene as a metal-free high-efficiency electrocatalyst for triiodide reduction
氮磷双掺杂石墨烯作为无金属高效三碘化物还原电催化剂
  • DOI:
    10.1039/c6nr00839a
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Yu Chang;Liu Zhiqiang;Meng Xiangtong;Lu Bing;Cui Dan;Qiu Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu Jieshan
Graphene oxide induced fabrication of pillared and double-faced polyaniline arrays with enhanced triiodide reduction capability
氧化石墨烯诱导制造具有增强三碘化物还原能力的柱状和双面聚苯胺阵列
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2017.08.152
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Wang Zonghua;Lu Bing;Meng Xiangtong;Zhao Changtai;Huang Longlong;Liu Zhiqiang;Yu Chang;Qiu Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu Jieshan
Electrospun Composites Made of Reduced Graphene Oxide and Activated Carbon Nanofibers for Capacitive Deionization
由还原氧化石墨烯和活性碳纳米纤维制成的静电纺复合材料用于电容去离子
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2014.06.067
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Dong Qiang;Wang Gang;Qian Bingqing;Hu Chao;Wang Yuwei;Qiu Jieshan
  • 通讯作者:
    Qiu Jieshan

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

硝酸氧化对沥青烯基有序介孔炭电化学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    新型炭材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王六平;周颖;邱介山
  • 通讯作者:
    邱介山
石墨烯非共价键功能化及应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范彦如;赵宗彬;万武波;周泉;胡涵;邱介山
  • 通讯作者:
    邱介山
三维分级结构ZnO的制备及光催化性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chemical Journal of Chinese Universities
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘超;董丽;邱介山
  • 通讯作者:
    邱介山
铁填充碳纳米管的原位合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    新型炭材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱介山;祝巍;赵宗彬
  • 通讯作者:
    赵宗彬
Fe2O3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张亚婷;李景凯;周安宁;邱介山
  • 通讯作者:
    邱介山

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

邱介山的其他基金

煤焦油/煤沥青绿色化高附加值利用的新方法研究
  • 批准号:
    U1508201
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    245.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
CNT/泡沫炭复合材料的合成及其乙苯氧化脱氢催化性能的研究
  • 批准号:
    50972022
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
煤基功能性纳米和微米炭素材料的制备、结构和性能及其应用
  • 批准号:
    20836002
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
功能性碳包覆纳米磁性金属材料的合成、结构控制及其吸附脱硫性能
  • 批准号:
    50772017
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    37.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
煤基双壁纳米炭管的制备、结构及其催化性能的应用基础研究
  • 批准号:
    50472082
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
等离子体和催化剂辅助煤基新型微米炭材料的制备、结构、性能及应用研究
  • 批准号:
    20376011
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生物基碳包覆纳米金属材料的制备及其结构与性质研究
  • 批准号:
    20173007
  • 批准年份:
    2001
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
电弧等离子体连续法煤基新型纳米炭材料的制备与研究
  • 批准号:
    29976006
  • 批准年份:
    1999
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
煤其富勒烯的合成及其炭分子筛柱色谱法的分离提纯研究
  • 批准号:
    29506041
  • 批准年份:
    1995
  • 资助金额:
    8.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码