优先透丁醇渗透汽化膜的绿色制备及成膜机制

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基本信息

  • 批准号：
    21476015
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    90.0万
  • 负责人：
    秦培勇
  • 依托单位：
    北京化工大学
  • 学科分类：
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The key technology of bio-butanol separation is how to obtain high performance of pervaporation with low cost. The traditional pervaporation membrane preparation based on organic solvent evaporation technique cause environmental pollution and high membrane cost. The key scientific problems on study of bio-butanol permselective pervaporation membrane are the green membrane preparation and its membrane formation mechanism. In this program, PDMS pervaporation membrane will be prepared using water as solvent, and how to control its membrane structure will also be studied. The essence of squeezing and integrating between latex particles will be revealed. The dense membrane formation model based on bridging and squeezing between latex particles will also be set up. Coordination and competition among Polymer/water/surfactant/crosslinker which cause evolution and change of membrane structure will be investigated. The boundary condition of membrane changed from pore structure into dense structure will also be investigated. Inner relationship between micro-structure and macro-performance of PDMS pervaporation membrane will be mined. The relationship between structure and performance of pervaporation membrane will be revealed. The results will provide theoretical guidance for design and preparation of green pervaporation membrane with high performance for bio-butanol separation.
如何得到高效低成本的渗透汽化分离新技术，是生物丁醇分离研究中要解决的关键技术之一。传统基于有机溶剂挥发的膜制备方法，造成环境污染、安全生产问题和膜成本的增加；构建绿色膜制备路线和揭示其成膜机制，是优先透丁醇渗透汽化膜研究的关键科学问题。本项目研究一种新型以水为溶剂聚二甲基硅氧烷（PDMS）渗透汽化膜的绿色制备路线设计与膜结构调控新方法。揭示绿色致密膜形成过程中乳胶粒之间挤压与融并作用的本质特征，构建基于乳胶粒间架桥与碰撞挤压作用的致密膜形成新模型。研究聚合物/水/表面活性剂/交联剂之间相互协调与竞争所引起膜结构的演变与突变过程，探寻引起膜结构由有孔向无孔转变的边界条件。挖掘PDMS渗透汽化膜的微观结构与宏观分离性能之间的内在本质联系；揭示渗透汽化膜的构效关系。为高性能优先透丁醇渗透汽化膜的绿色制备和路线设计提供理论指导。

结项摘要

本项目研究了一种以水为溶剂聚二甲基硅氧烷（PDMS）渗透汽化膜的绿色制备路线设计与膜结构调控新方法。揭示了致密膜形成过程乳胶粒之间挤压融并作用的本质特征，构建了基于乳胶粒间架桥与碰撞挤压作用的致密膜成膜模型。研究了不同表面活性剂体系绿色制备的PDMS渗透汽化膜；通过向水乳液铸膜液体系中引入乙烯基三乙氧基硅烷（VTES），构建了水/VTES/PDMS铸膜液体系，制备了疏水性增强的PDMS渗透汽化膜；探究了渗透汽化膜底膜的成膜规律其对复合膜的表界面作用；研究了渗透汽化复合膜的成膜规律及高分子链段构象的变化规律；考察了成膜温度和成膜过程中交联剂的用量与渗透汽化复合膜分离性能之间的关系；研究了以水为溶剂制备的渗透汽化膜分离性能提高的机理；探究了温度、二月桂酸二丁基锡、水和乙醇等对PDMS交联、固化过程的影响。

项目成果

期刊论文数量（29）
专著数量（2）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
Effect of dilute alkaline pretreatment on the conversion of different parts of corn stalk to fermentable sugars and its application in acetone-butanol-ethanol fermentation
稀碱预处理对玉米秸秆不同部位可发酵糖转化的影响及其在丙酮-丁醇-乙醇发酵中的应用
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2016.03.076
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Di Cai;Ping Li;Zhangfeng Luo;Peiyong Qin;Changjing Chen;Yong Wang;Zheng Wang;Tianwei Tan
  • 通讯作者：
    Tianwei Tan
Effect of acid pretreatment on different parts of corn stalk for second generation ethanol production
玉米秸秆不同部位酸预处理对二代乙醇生产的影响
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2016.01.077
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Ping Li;Di Cai;Zhangfeng Luo;Peiyong Qin;Changjing Chen;Yong Wang;Changwei Zhang;Zheng Wang;Tianwei Tan
  • 通讯作者：
    Tianwei Tan
The optimization of L-lactic acid production from sweet sorghum juice by mixed fermentation of Bacillus coagulans and Lactobacillus rhamnosus under unsterile conditions
非无菌条件下凝结芽孢杆菌和鼠李糖乳杆菌混合发酵甜高粱汁生产L-乳酸的优化
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2016.07.069
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Yong Wang;Changjing Chen;Di Cai;Zheng Wang;Peiyong Qin;Tianwei Tan
  • 通讯作者：
    Tianwei Tan
Effective multiple stages continuous acetone–butanol–ethanol fermentation by immobilized bioreactors: Making full use of fresh corn stalk
固定化生物反应器有效多阶段连续发酵丙酮—丁醇—乙醇：充分利用新鲜玉米秸秆
  • DOI：
    10.1016/j.physletb.2016.08.055
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Zhen Chang;Di Cai;Yong Wang;Changjing Chen;Chaohui Fu;Guoqing Wang;Peiyong Qin;Zheng Wang;Tianwei Tan
  • 通讯作者：
    Tianwei Tan
Fed-batch fermentation with intermittent gas stripping using immobilized Clostridium acetobutylicum for biobutanol production from corn stover bagasse hydrolysate
使用固定化丙酮丁醇梭菌进行间歇式气提分批补料发酵，从玉米秸秆甘蔗渣水解产物中生产生物丁醇
  • DOI：
    10.1016/j.bej.2017.05.006
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Biochemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Di Cai;Changjing Chen;Changwei Zhang;Yong Wang;Hao Wen;Peiyong Qin
  • 通讯作者：
    Peiyong Qin

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  • 作者：
    赵潇;秦培勇
  • 通讯作者：
    秦培勇

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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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