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苏州大学路建美教授课题组研究进展

能源环保    2021-09-18 17:21

路建美教授,博士生导师,现任苏州大学党委副书记、副校长,中国化工学会会士、英国皇家化学会会士、科技部重点专项总体专家组专家。获国务院突出贡献特殊津贴专家、“十一五”国家环境保护科技工作先进个人、全国石油和化工优秀科技工作者、江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科技领军人才等省级以上荣誉称号共13项。35年来一直致力于微纳环保功能材料及其在环境治理中的应用研究。针对国内外环保治理的三大难题:1)高浓度污染物处置及资源化;2)低浓度污染物深度处理至无害化排放,3)多进制材料及其在环境检测中的应用,发明一系列三维网络空间吸附新材料及多元催化剂并形成一体化装备,取得了从基础理论到工程应用的系统性成果。

 

路建美教授主持国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国际科技合作专项、“863”计划重点项目、国家自然科学基金重点项目等国家级重点重大项目6项、国家自然科学基金面上项目6项及其它省市各级纵向科研项目36项,实现产业化项目32项;创建了发改委和科技部两个国家级平台在内的各级环保新材料及新技术研发平台共12个;研究成果已获国家技术发明奖二等奖(2项)、国家科技进步奖二等奖(1项)、教育部自然科学奖一等奖(1项)、江苏省科学技术奖一等奖(2项)、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖等省部级以上奖项15项;已授权美国发明专利15项及中国发明专利76项,获“江苏省优秀专利奖”和“江苏省十大杰出发明人奖”。在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.等国际知名刊物发表SCI论文超过413篇,H因子45。

 

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本文梳理了路建美教授课题组近年来在静电纺丝方面的重要研究进展,供大家交流学习。

 

2017年J.  Membr. Sci.

 

纳米纤维金属-有机骨架复合膜的选择性高效油水乳液分离

 

将聚丙烯腈纳米纤维与纳米晶咪唑分子筛骨架(ZIF-8)相结合,制备了具有独特润湿性的分离膜。该膜具有预润湿诱导的水超疏油性和油超疏水性。分层纳米结构复合膜有效地分离了表面活性剂稳定的油水乳液。该杂化膜在水下具有高的油接触角(159°),在水下具有高的水接触角(155°),分离速度快,分离效率高。

 

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Yahui Cai, et al., Nanofibrous metal–organic framework composite membrane for selective

efficient oil/water emulsion separation, J. Membr. Sci., 2017, 543, 10–17

 

2017年ACS Sustainable Chem. Eng.

 

可回收碳纳米纤维@分层I掺杂的Bi2O2CO3-MoS2膜,用于可见光照射下的高效水修复

 

一种简单的两步水热法制备了一种新型的可回收光催化纳米复合材料CNFs @ I掺杂的Bi2O2CO3-MoS2膜,并成功地在可见光照射下降解了RhB。将掺杂Bi2O2CO3和MoS2的光催化剂固定在CNF膜上,可以增强光催化效果,便于回收利用。

 

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Jundie Hu, et al., Recyclable Carbon Nanofibers@Hierarchical I‑Doped Bi2O2CO3−MoS2

Membranes for Highly Efficient Water Remediation under Visible-Light Irradiation, ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6, 2676−2683

 

2018年J. Mater. Chem. A,

 

自修复和超润湿纳米纤维膜有效分离水包油乳液

 

采用静电纺丝和逐层组装相结合的方法,制备了一种具有自愈合和超湿性的亲水支链聚亚胺-聚丙烯酸/透明质酸(bPEI-PAA/HA,简称PPH)纳米纤维膜。在存在水的情况下,该膜通过修复裂缝等损伤表现出自愈合特性,这大大提高了其在实际应用中的耐久性和使用寿命。这种简单、新颖、有效的膜系统在大规模含油废水修复中具有广阔的应用前景。

 

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Yahui Cai et al.,Self-healing and superwettable nanofibrous membranes for efficient separation of oil-in-water emulsions, J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 1629

 

2020年 J. Hazard. Mater.

 

ZnIn2S4纳米片负载电纺In2O3纳米纤维的分层核-壳异质结构及其高度增强的光催化活性

 

研究者通过在一维In2O3电纺纳米纤维上生长超薄的二维ZnIn2S4纳米片,构建了一系列分层的ZnIn2S4/In2O3异质结构,并将其用作光催化剂以有效地光还原有毒

的Cr(VI)。

 

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Guping Zhang, et al., Hierarchical core–shell heterostructures of ZnIn2S4 nanosheets on

electrospun In2O3 nanofibers with highly enhanced photocatalytic activity, J. Hazard. Mater., 2020, 398, 122889

 

2020年 ACS Appl. Mater. Interfaces

 

改性MOF-808负载聚丙烯腈膜,用于高效分离油/水乳液和去除重金属离子

 

本研究采用溶剂热反应和静电纺丝法,设计并制备了一种改性MOF负载聚丙烯腈膜,可同时分离水包油乳液和吸附重金属离子。该膜在空气中显示出超亲水性和超亲油性,而在水下具有超疏油性,能够有效分离各种水包油型乳液。

 

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Xinyu Chen, et al., Modified-MOF-808-Loaded Polyacrylonitrile Membrane for Highly Efficient, Simultaneous Emulsion Separation and Heavy Metal Ion Removal, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 39227−39235

 

2021年 Nano Energy

 

利用SnS2/CNFs膜收集振动能量,高效压催化去除BPA和Cr(VI)

 

采用静电纺丝法制备的纳米碳纤维(CNFs)作为基底,均匀负载SnS2纳米片(图S1),避免了纳米粉体稳定性差、易团聚、难以循环利用以及直接用于废水处理造成的二次污染。在本研究中,SnS2/CNFs有望用于压催化去除水中的Cr(VI)和BPA等有毒污染物。

 

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Wenrou Tian, et al., Efficient piezocatalytic removal of BPA and Cr(VI) with SnS2/CNFs

membrane by harvesting vibration energy, Nano Energy, 2021, 86, 106036