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【重庆大学校庆专刊】超疏水多孔材料的研究进展

2020年11月18日 点击:

超疏水多孔材料的研究进展


陈立,周才龙,杜京城,周威,

谭陆西,董立春


(重庆大学化学化工学院,化工过程强化与反应国家地方联合工程实验室,重庆 400044)

近年来,具有丰富孔道、高比表面积或多功能活性位点等特点的多孔材料成为材料领域研究的焦点之一。根据多孔材料中化学组成,可将其分为无机多孔材料、有机-无机多孔材料[如金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)]和有机多孔材料[如具有晶型结构的共价有机骨架材料(covalent organic frameworks, COFs)和无定形的多孔有机聚合物(porous organic polymers, POPs)]。

在众多的工业应用中,水或者水蒸气往往不可避免,比如溶剂体系中水的存在、高湿度的工况条件、水环境治理等。大部分的 MOFs、COFs 或者POPs对水非常敏感,当受到水或者水蒸气的侵袭时,这些多孔材料的骨架结构容易被破坏,活性位点还可能会被掩蔽,出现因水导致工作效率降低的问题。因此,打破工作环境中水对多孔材料的应用限制,才能拓宽其应用领域和发展前景。在众多改善这些多孔材料水稳定性的研究中,赋予它们疏水特性被证明是一个行之有效的方法。基于此背景,本文综述了超疏水多孔材料的研究进展,首先从润湿性理论入手介绍了构建超疏水材料的方法,然后系统地介绍了(超)疏水 MOFs、COFs 和POPs的研究现状,重点介绍其制备思路以及在催化、油水分离、气体吸附和分离等方面的应用,最后探讨了此类材料目前存在的问题和未来的发展方向。

超疏水多孔材料的研究进展.jpg

超疏水多孔材料在吸附、分离、催化等领域中的应用



作者介绍

第一作者:陈立,1994年生,广西梧州人,重庆大学化学化工学院化学工程与技术专业2019级博士研究生,课题方向为共价有机框架材料在膜分离工程中的应用。

通讯作者:周才龙,1987年生,重庆铜梁人,博士,硕士生导师,研究方向主要是仿生特殊润湿性膜分离材料在油水分离、微/纳滤、手性分离以及膜反应器等领域中的应用。



团队介绍

本课题组依托“化工过程强化与反应国家地方联合工程实验室”和“洁净能源与资源利用化工过程重庆市重点实验室”,以“化工过程与系统优化、化工新材料及化工分离”为主体方向。目前有教师5人,其中博士生导师1人,硕士生导师3人,助理实验师2人。博士后、博士、硕士研究生30余人,形成了科研能力出众、全方位协调实力较强的课题组团队。课题组主持承担了国家自然科学基金,教育部科研基金、重庆市重大课题、中央高校科研项目、地方企业合作课题等。近5年来,共发表研究论文80余篇,其中包括化工顶级期刊AICHE J 4篇,IECR 8篇,top期刊40余篇。

本课题组每年拟招收6~8名硕士研究生,1~2名全日制博士研究生,具有非全日制硕士和工程博士招生名额。

欢迎化学工程与工艺、化学、有机合成、材料科学、高分子化学等相关专业背景的同学加入到我们的团队!

联系邮箱:lcdong72@cqu.edu.cn