973首席科学家,德国洪堡学者,教育部创新团队负责人。1999年博士毕业于南京化工大学化学工程专业。先后在新加坡、德国、日本和美国开展过研究工作,目前主要从事膜材料、膜制备及膜反应器的研究,承担国家“973”计划、国家自然科学基金等10多项国家级科研项目,主要从事混合导体氧渗透膜、渗透汽化膜、新型膜及膜过程等应用基础研究。至今在Angew. Chem.Inter. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Chem. Soc. Rev. J. Membr. Sci.、AIChE J.等国际期刊发表论文200多篇,引用5800多次;出版和参编著作5部;授权发明专利35项;是2014年国际膜与膜过程会议(ICOM2014)的大会主席,担任亚太膜学会理事、J. Membr. Sci.、Chinese J. Chem. Eng.等期刊编委;以第1完成人获得教育部自然科学奖二等奖和中国石油和化学工业协会科技进步一等奖各1项;获得中国石油和化学工业协会青年科技突出贡献奖、江苏省有突出贡献的中青年专家和全国石油和化工优秀科技工作者等称号。
众所周知,石墨烯是一种二维材料,独特的单原子层的结构赋予了它很多优异的性质,如超快的电子传输能力、超强的机械性能以及优越的热学性质。近年来,石墨烯及其衍生物(特别是氧化石墨烯)由于其二维层状结构和可调节的物理化学性质,已经成为分离膜材料的新型构筑单元,如今已经被证实可以在水的纯化、气体分离等领域展现出非凡的分子分离的性能[1]。
但是,目前大多数基于石墨烯的膜材料都是自支撑或用聚合物底膜支撑,其在应用过程中受到一定的限制。本课题组开发了一种简单有效的用硅烷分子接枝改性的方法,在陶瓷支撑体上制备了连续、高质量的氧化石墨烯膜层[2]。 基于此,我们又进一步开发了可大规模制备氧化石墨烯中空纤维膜的方法。将所制备的膜用于渗透汽化有机溶剂脱水过程,并展现出优异的透水能力,实现了碳酸二甲酯/水的有效分离[3]。 另外,我们还利用聚合物与氧化石墨烯片层之间的氢键作用,制备了具有氧化石墨烯叠层的新型膜材料[4]。自组装的氧化石墨烯叠层结构提供了分子筛分效应的层间距和直的扩散通道,赋予了该膜材料优先透过二氧化碳气体的性能,并且有着优异的连续操作的稳定性,展现出诱人的二氧化碳捕集的应用前景。最近,受大自然的启发,我们还设计出一种新型制备氧化石墨烯膜的方法,即利用亲水性聚合物和氧化石墨烯叠层的协同效应实现快速传递的水通道构建,并用于制备高效分离膜材料[5]。本课题组开发的基于陶瓷支撑的膜制备技术为氧化石墨烯膜未来实际应用提供了技术基础。
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