亚硝基自由基介导的光/电化学降解全氟化合物新策略及机理研究
批准号:
21777052
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
龚静鸣
依托单位:
学科分类:
水污染与控制化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺小敏、周晓、李新、杨晓敏、张哲、冯丽贞、王心磊、袁颐进
中文摘要
全氟化合物(PFCs)是一类新兴的持久性有机污染物,化学稳定性高且具有生物惰性,很难被传统高级氧化技术或Fenton试剂氧化。本申请旨在以深度降解与完全矿化PFCs为目标,利用自然界水质中广泛存在的硝酸盐在紫外光辐射或电解作用下可裂解产生活性氮物种的特性,即以UV/NO3–或EC/NO3–光或电化学为具体研究体系,引入羟基自由基捕获剂或协同共反应剂,促进亚硝基自由基的产生,调控活性物种的种类、生成速率、生成量,诱导亚硝基自由基与PFCs高效电荷传递,实现深度降解甚至是完全矿化PFCs。优化光、电化学反应体系实验参数,调控电化学电解单池或双池装置,系统研究光化学或电化学降解PFCs的特性,深入分析活性物种生成和消亡规律,探究并揭示•NO2介导的PFCs降解的途径和机理。建立基于亚硝基自由基介导的污染物光/电化学治理和修复的新策略,为发展高效的PFCs污染控制技术提供理论和技术支持。
英文摘要
As a new kind of emerging POPs, perfluorinated compounds (PFCs) have high chemical stability and biological inertness. Owing to the abundant tightly-bonded fluorine atoms to carbon with high bond strength, PFCs could not be efficiently removed with most conventional degradation technologies, and even Fenton’s reagents. This project aims to develop a novel strategy of nitrogen dioxide dadicals mediated photo/electrochemical degradation of PFCs by using the UV-photolysis /electrolysis of nitrate aqueous solution, i.e. UV/NO3- and EC/NO3- system. Nitrate widely exists in surface water, under UV irradiation or electrolysis of surface water, some reactive nitrogen species can be generated. Through the introduction of hydroxyl radical scavenger, or different co-reaction agent, the types and quantities of active species under UV/NO3- or EC/NO3- system can be adjusted, leading to a high amount of nitrogen dioxide radical (•NO2) generated. The generated •NO2 could then efficiently withdraw electrons from PFCs to produce corresponding PFCs radical and thus finally the efficient degradation and even complete mineralization of PFCs can be realized. The photochemical and electrochemical degradation characteristics of PFCs will be investigated in detail under UV/NO3- or EC/NO3- system by adjusting the related experimental parameters and the feasibility of the electrochemical single/double cell. The active species generation, active species types and their formation will be investigated systematically to disclose the interaction mechanism and pathway on nitrogen dioxide radicals mediated photo/electrochemical degradation of PFCs. It is expected to establish a novel strategy based on nitrogen dioxide radicals mediated photo/electrochemical remediation of pollutants. This project could provide the theoretical support for the development of green and efficient pollution control technology.
全氟化合物(PFCs)是一类新兴的持久性有机污染物,化学稳定性高且具有生物惰性,很难被传统高级氧化技术或Fenton试剂氧化。本项目旨在以深度降解与完全矿化PFCs为目标,利用自然界水质中广泛存在的硝酸盐在紫外光辐射或电解作用下可裂解产生活性氮物种的特性,先后以UV/NO3–或UV/FeNO3或EC/PS等光或电化学为具体研究体系,着重研究了氮活性物种(RNS)亚硝基自由基的产生,并探究了RNS与Fe(III)/Fe(II)循环的协同效应。以调控活性物种的种类、生成速率、生成量,诱导亚硝基自由基与PFCs高效电荷传递,实现深度降解甚至是完全矿化PFCs。优化光、电化学反应体系实验参数,调控电化学电解单池或双池装置,系统研究光化学或电化学降解PFCs的特性,深入分析活性物种生成和消亡规律,探究并揭示•NO2介导的PFCs降解的途径和机理。建立基于亚硝基自由基介导的污染物光/电化学治理和修复的新策略,为发展高效的PFCs污染控制技术提供理论和技术支持。
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Disposable photoelectrochemical sensing strip for highly sensitive determination of perfluorooctane sulfonyl fluoride on functionalized screen-printed carbon electrode
用于在功能化丝网印刷碳电极上高灵敏度测定全氟辛基磺酰氟的一次性光电化学传感条
DOI:
10.1016/j.talanta.2018.01.005
发表时间:
2018
期刊:
Talanta
影响因子:
6.1
作者:
[Li Xin, Wang Xinlei, Fang Tian, Zhang Lizhi, Gong Jingming]
通讯作者:
Gong Jingming
Rapid photochemical decomposition of perfluorooctanoic acid mediated by a comprehensive effect of nitrogen dioxide radicals and Fe3(+/)Fe(2+) redox cycle
二氧化氮自由基和Fe3(/)Fe(2)氧化还原循环综合作用介导全氟辛酸快速光化学分解
DOI:
10.1016/j.jhazmat.2019.121730
发表时间:
2020
期刊:
Journal of Hazardous Materials
影响因子:
13.6
作者:
[Yuan Yijin, Feng Lizhen, Xie Ning, Zhang Lizhi, Gong Jingming]
通讯作者:
Gong Jingming
High-Throughput Signal-On Photoelectrochemical Immunoassay of Lysozyme Based on Hole-Trapping Triggered by Disintegrating Bioconjugates of Dopamine-Grafted Silica Nanospheres
基于多巴胺接枝二氧化硅纳米球崩解生物共轭物引发的空穴捕获的溶菌酶高通量信号光电化学免疫分析
DOI:
10.1021/acssensors.8b00253
发表时间:
2018-08-01
期刊:
ACS SENSORS
影响因子:
8.9
作者:
[Li, Xin, Wang, Xinlei, Gong, Jingming]
通讯作者:
Gong, Jingming
Boosted photoelectrochemical immunosensing of metronidazole in tablet using coral-like g-C3N4 nanoarchitectures
使用珊瑚状 g-C3N4 纳米结构增强片剂中甲硝唑的光电化学免疫传感
DOI:
10.1016/j.bios.2018.09.084
发表时间:
2019-01-01
期刊:
BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
影响因子:
12.6
作者:
[Li, Xin, Yuan, Yijin, Gong, Jingming]
通讯作者:
Gong, Jingming
Smart pH-Regulated Switchable Nanoprobes for Photoelectrochemical Multiplex Detection of Antibiotic Resistance Genes
用于抗生素耐药基因光电化学多重检测的智能 pH 调节可切换纳米探针
DOI:
10.1021/acs.analchem.0c02839
发表时间:
2020-08-18
期刊:
ANALYTICAL CHEMISTRY
影响因子:
7.4
作者:
[Li, Xin, Lu, Junmiao, Gong, Jingming]
通讯作者:
Gong, Jingming
共 14 条
水环境基质诱导UV/Sulfite还原氧化耦合去除全(多)氟化合物机制及构效关系研究
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批准号:22476061
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:龚静鸣
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依托单位:
刺激响应型光电化学传感系统及抗生素抗性基因的检测研究
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批准号:22076057
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2020
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负责人:龚静鸣
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依托单位:
基于铋系半导体的纳米增效型光电化学传感新策略研究
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批准号:21475050
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2014
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负责人:龚静鸣
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依托单位:
基于纳米插层材料的新型固相提取电化学传感界面构筑与农药残留检测研究
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批准号:21175053
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:龚静鸣
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依托单位:
新型生物材料壳聚糖纳米结构的可控构筑、生长机理及生物矿化机制研究
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批准号:20803026
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2008
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负责人:龚静鸣
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依托单位:
国内基金
海外基金