微囊藻毒素选择性吸附及其原位光催化降解机理的研究
批准号:
21677086
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
黄应平
依托单位:
学科分类:
水污染与控制化学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
方艳芬、顾彦、罗玉红、吴春红、周薇、向淼淼、周奥
中文摘要
针对在水中其它化合物共存条件下难以将藻毒素选择性吸附或降解这一科学难题,构筑对藻毒素具有特异相互作用和识别效应的新型高选择性吸附-催化体系有着重要意义。前期预研发现InVO4纳米颗粒对微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)具有独特的吸附行为和超高吸附容量,为选择性识别MC-LR体系的发展提供了新的契机。本项目将以此发现为起点,首先深入研究InVO4与MC-LR的特异相互作用及选择性吸附机制,进而开发其它能避开水体中共存有机物选择性识别MC-LR的新型吸附材料,并在此基础上构筑对水中MC-LR选择性吸附-原位降解的光催化体系。重点采用原位红外技术和同位素示踪技术在分子水平上理解吸附-原位光催化的电子转移、自由基反应、产物分布等基本过程,揭示吸附和光催化协同机理,发展基于选择性捕获再原位降解理念的可高效高选择性清除水中藻毒素的新型光催化体系。
英文摘要
It is difficult to selectively adsorb and degrade microcystins from coexisting nontoxic or low-toxic compounds in water. It is of urgent importance to design and build highly selective adsorption-catalysis systems with specific interaction and recognization towards microcystins. During the pre-research of this project, we found that InVO4 nano-particles exhibited a unique adsorption behavior and had a high absorption capacity for Microcystin-LR (MC-LR), which provides a new opportunity for the selective removal of MC-LR. Taking these observations as a starting point, this project will first study the microcosmic mechanism of the specific interaction between InVO4 and MC-LR, and then novel selective adsorption materials, which can avoid the competitive adsorption of coexisted other organic compounds, will be developed. Systems for the selective adsorption and in-situ photocatalytic degradation of MC-LR from water will be built. An emphasis will be given for the molecular-level understanding of the electron-transfer, radical reaction and product distribution during the degradation by using in-situ Infrared spectroscopy and isotope labeling technique, to explain the synergistic mechanism between the adsorption and photocatalytic degradation. New photocatalytic systems based on the concept of selective trapping and in-situ degradation will be developed for the highly selective and efficient treatment of MC-LR in water.
针对在水中其它化合物共存条件下难以将藻毒素选择性吸附或降解这一科学难题,构筑对藻毒素具有特异相互作用和识别效应的新型高选择性吸附-催化体系有着重要意义。本项目采用水热法和沉淀法等制备钒酸盐等复合氧化物材料,分析其晶型和组成,优化材料合成条件和吸附条件,筛选出具有快速高容量吸附材料,成功构筑和优化了VO43-四面体型金属复合氧化物、Bi系复合氧化物材料金属有机复合物(MOF)、天然铁矿物(NIF)等多类材料的制备条件,建立了对微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)具有特异相互作用和识别效应的高选择性吸附-催化体系。重点采用原位红外技术和同位素示踪技术在分子水平上理解吸附-原位光催化的电子转移、自由基反应、产物分布等基本过程,揭示了MC-LR选择性降解机理,主要包括MOF等催化剂界面电荷静电吸附机理,V介导的氧自由基协同催化和NIF界面Lewis酸催化与Bronsted碱催化等协同机理,建立的基于选择性原位降解机理,为高效高选择性清除水中藻毒素的新型光催化体系提供了一定的参考。
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DOI:
10.14188/j.1671-8836.2019.01.007
发表时间:
2019
期刊:
武汉大学学报(理学版)
影响因子:
--
作者:
[黄应平, 付桂荣, 吴斌, 方艳芬]
通讯作者:
方艳芬
DOI:
10.14188/j.1671-8836.2018.01.007
发表时间:
2018
期刊:
武汉大学学报(理学版)
影响因子:
--
作者:
[焦磊, 顾彦, 方艳芬, 付桂荣, 黄应平]
通讯作者:
黄应平
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
环境化学
影响因子:
--
作者:
[周奥, 曹新强, 顾彦, 焦磊, 黄应平, 方艳芬]
通讯作者:
方艳芬
Complex Formation via Hydrogen bonding between Rhodamine B and Montmorillonite in Aqueous Solution.
罗丹明 B 与蒙脱石在水溶液中通过氢键形成络合物
DOI:
10.1038/s41598-017-18057-8
发表时间:
2018-01-10
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Fang Y, Zhou A, Yang W, Araya T, Huang Y, Zhao P, Johnson D, Wang J, Ren ZJ]
通讯作者:
Ren ZJ
DOI:
10.16084/j.cnki.issn1001-3555.2016.05.006
发表时间:
2016
期刊:
分子催化
影响因子:
--
作者:
[李灵, 黄应平, 张爱清, 向淼淼, 杨健, 贾漫珂]
通讯作者:
贾漫珂
共 29 条
自然水体的水力空化自净作用新途径与规律研究
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批准号:22136003
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项目类别:重点项目
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资助金额:286万元
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批准年份:2021
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负责人:黄应平
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依托单位:
避免有毒中间产物产生的草甘膦光催化降解策略与机理研究
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批准号:21972073
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2019
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负责人:黄应平
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依托单位:
可见光活化分子氧产生羟基自由基降解有机污染物的新途径
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批准号:21377067
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2013
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负责人:黄应平
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依托单位:
微囊藻毒素光化学氧化机理研究
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批准号:21177072
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:黄应平
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依托单位:
水电开发对雅砻江鱼类栖息地生境适宜度影响与评价
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批准号:50979049
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项目类别:面上项目
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资助金额:37.0万元
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批准年份:2009
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负责人:黄应平
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依托单位:
可见光诱导铁(II)基有机复合物活化分子氧降解微囊藻毒素
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批准号:20877048
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2008
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负责人:黄应平
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依托单位:
金属/有机配体超分子光催化降解有机污染物的研究
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批准号:20373074
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:黄应平
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依托单位:
国内基金
海外基金