伍广朋课题组成果登《自然合成》：有机硼氮催化剂精准共聚合二氧化碳和环氧丙烷

二氧化碳是主要的温室气体，同时也是一种无毒、丰富、廉价的碳氧资源。以二氧化碳和环氧烷烃为原料，在催化剂作用下使两种小分子发生共聚合反应，生成低碳、富氧、可降解的聚碳酸酯高分子，既可以实现二氧化碳的高值化利用，又可以缓解当下的塑料污染问题以及传统塑料对石油资源的高度依赖，成为高分子领域实现绿色化工、践行国家双碳战略的重要课题。由于PPC材料具备在医用、食品包装、薄膜等材料所需要的生物相容性、透明性、氧阻隔性能和可降解等优点，二氧化碳和环氧丙烷在催化剂的作用下共聚生成聚碳酸亚丙酯（PPC）是具有高工业化价值的二氧化碳塑料之一。2022年8月25日，国际期刊《Nature Synthesis》在线刊登了浙江大学高分子系伍广朋课题组的学术论文“Precision copolymerization of CO2 and epoxides enabled by organoboron catalysts”。该研究利用自主研发的高活性有机硼氮催化剂实现了二氧化碳和环氧丙烷的高效、精准共聚合，并首次发现了独特微结构单元的PPC高分子材料。聚合物链的化学微结构决定了材料的热和机械性能，并最终决定了材料的本征属性和使用性能。PPC材料根据微结构排列，其工业应用主要有两种形式：一种是制备低分子量和低碳酸酯含量（高醚含量）的多元醇低聚物，利用其疏水性和低玻璃化转变温度的特点替代传统的聚酯多元醇，用在聚氨酯领域；另一种是制备高分子量和高碳酸酯含量的PPC，并和其他材料通过共混改性，用在食品包装或地膜等领域。因此，利用先进聚合催化技术，探索实现二氧化碳和环氧丙烷在聚合主链上的精准排列和序列调控，有可能开发出性能优异的新材料，进而促进PPC材料应用端的拓展和升级。 图1.双核有机硼氮催化剂精准共聚合二氧化碳(代表A)和环氧丙烷(代表B) 在这项研究中，他们合成了9种具有双核结构的有机硼氮催化剂（图1），并通过优化反应温度和聚合压力，实现了聚醚和聚碳酸酯链结构的大尺度调控。材料的碳酸酯和醚单元含量可分别在3%~95.2%和0.1%~97%之间进行任意调控。除此之外，他们通过分析材料的微观结构，还发现了二氧化碳(A)和环氧丙烷(B)形成了一种具有ABB特殊结构的聚碳酸酯单元，并利用多种核磁表征、单晶衍射、气相分析证明了这一特殊微结构。这也是自1969年PPC材料被报道以来，首次发现并证实的具有ABB微结构单元的二氧化碳基高分子材料。通过调控催化剂结构和聚合反应条件，PPC材料中ABB结构的含量最高达到了35.5%（图1）。图2. 有机硼氮催化剂调控二氧化碳和环氧丙烷共聚合形成AB和ABB序列结构的机理推导 他们结合密度泛函理论计算推测了聚合反应机理，证实了ABB微结构产生于有机硼氮催化剂调控的区域选择性定向共聚合过程（图2）。即：在硼氮硼限域的催化剂分子结构内，大位阻的路易斯酸硼中心会导致碳酸根负离子错位进攻环氧丙烷的次甲基或亚甲基碳原子。当开环共聚合反应发生在环氧丙烷的次甲基时，会形成位阻较小的亚甲基碳氧阴离子链末端，其较小的位阻和高能量避免了二氧化碳分子的插入，取而代之的是快速进攻另一硼中心活化的环氧丙烷分子的亚甲基，进而形成独特的ABB微结构单元（图2）。图3. 有机硼氮催化剂单晶结构(硼-氮硼之间的夹角θ、硼-硼之间的距离d)以及催化二氧化碳和环氧丙烷共聚合序列调控(AB、ABB、ABn，n≥3)之间的构效关系. 最后，他们通过对4种双核有机硼氮催化剂单晶结构和对应催化结果的详细分析和总结（图3），发现了二氧化碳A和环氧丙烷B在聚合物链上的排列呈现线性关系。即：二氧化碳和环氧丙烷形成AB、ABB和ABn(n≥3)的微结构可以通过催化剂硼-氮-硼之间的夹角(θ)或者硼-硼之间的距离(d)进行精准预测和调控。这一结果表明，通过简单催化剂结构的微调即可实现聚合单体的序列选择和精准调控。考虑到目前PPC工业化用到的催化体系多为具有协同催化效应的双核或多核非均相金属催化体系，如双金属氰化物催化剂(DMC)和二羧酸盐双核催化剂，本研究揭示的催化剂结构与性能之间的构效关系有望启发更先进工业聚合催化剂的开发。 论文作者：杨贯文、徐逞锴、谢瑞、张瑶瑶、卢陈杰、齐欢、杨莉、王宇晖，通讯作者为伍广朋研究员。 论文链接：Yang, G.-W.; Xu, C.-K.; Xie, R.; Zhang, Y.-Y.; Yang, L.; Lu, C.;Qi, H.; Wang, Y.; Wu, G.-P.*, Precision Copolymerization of CO2 and Epoxides Enabled by Organoboron Catalysts,  Nature Synthesis, 2022, doi: 10.1038/s44160-022-00137-x. 通讯作者简介：伍广朋研究员https://person.zju.edu.cn/gpwu/国家杰出青年科学基金获得者，教育部青年长江学者，浙江省杰出青年科学基金获得者，浙江大学“百人计划”研究员，博士毕业于大连理工大学，师从吕小兵教授。在美国德州农机大学和芝加哥大学开展两站博士后研究，2015年加入浙江大学高分子系开展学术研究，主要开展二氧化碳化学转化、可降解高分子材料、光刻胶等方面的研究。截至目前共发表六十多篇研究论文，包括Acc. Chem. Res.(2)、J. Am. Chem. Soc.(5)、Angew. Chem. Int. Ed.(5)、Macromolecules(10)等，授权中国发明专利10项，2项实现技术转移转化。二氧化碳基可降解高分子技术在陕煤集团进行产业化中试开发，一期投资5000余万，占地10余亩。

朱宝库教授项目获海南科学技术进步奖一等奖

朱宝库课题组与海南立�净水科技实业有限公司联合完成的“氟基聚合物膜材料与装备及其在水处理中的应用”项目，荣获2018年度海南科学技术进步奖一等奖。获奖项目研究中，朱宝库课题组在高强度、亲水抗污染PVDF等含氟聚合物膜配方、界面增强、构效关系等方面，完成了两亲高分子亲水原料、成膜关键技术等创新性工作，发表论文50余篇，获得发明专利10余项，培养研究生10余名。海南立�净水科技实业有限公司开发了膜与膜装备制造、膜应用技术，获得发明专利5项，实现了在膜材料及装备的规模化生产，以及含氟聚合物膜在水处理技术的大规模应用，形成500万平方米/年含氟聚合物膜材料、30万只/年膜器件的生产和销售，在市政自来水、农村给水、废水处理与回用等方向建成应用工程超过200个，水处理总量超过500万立方米/天，取得了重大的经济和社会效益，在产学研相结合联合研究模式、内容与成效方面取得良好的成效。获奖项目的研究，得到国家自然基金、“973”计划、“863”计划及校企合作等多个项目（课题）的支持。 

万灵书教授研究小组报道新型表面沉积体系

以多巴胺为代表的表面涂层近年来得到了人们的广泛关注，常见的表面沉积分子如多巴胺和单宁酸均具有邻苯二酚结构。最近聚合物分离膜及其表界面工程课题组发现单酚类化合物胡桃醌在适当的条件下也可以进行表面沉积，通过研究胡桃醌与三价铁体系在一系列基底材料表面的沉积行为，证实了该体系对沉积基底的普适性。进一步将胡桃醌与三价铁涂层应用于聚丙烯微滤膜的表面改性，赋予膜表面超亲水/水下超疏油性以及强荷正电性，使得改性聚丙烯微滤膜在油水分离和染料脱除等过程中表现出优异的性能。该工作丰富了表面沉积分子体系，在材料表界面领域具有潜在应用。相关工作得到国家自然科学基金的资助，论文发表于美国化学会期刊Langmuir，硕士生于辉为第一作者，万灵书教授为通讯作者。论文链接： Hui Yu, Qi-Zhi Zhong, Tian-Geng Liu, Wen-Ze Qiu, Bai-Heng Wu, Zhi-Kang Xu, Ling-Shu Wan*. Surface deposition of juglone-FeIII on microporous membranes for oil-water separation and dyes adsorption. Langmuir 2019, 35(10): 3643-3650.https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b03914 

万灵书教授研究小组在有序多孔膜领域取得新进展

具有窄孔径分布的聚合物均孔膜可以用于物质的精确高效分离。在细胞分离领域，细胞在较高压力下的变形使得其能够穿过孔径远小于其本身尺寸的膜材料。因此，研究操作压力与膜孔径等因素对细胞分离的影响规律十分重要。最近，聚合物分离膜及其表界面工程课题组通过调节呼吸图法成膜参数制备了一系列不同孔径的有序多孔膜，探讨了细胞截留率和通量随膜孔径及操作压力之间的关系，证实了该类膜材料在低压条件下可用于不同尺寸细胞的高效分离。另外，发现基于聚乙二醇及多巴胺表面亲水化改性可以赋予均孔膜优异的抗污染及循环使用性能。相关工作得到国家自然科学基金的资助，论文应邀发表于英国皇家化学会期刊Polymer Chemistry近期出版的 “Pioneering Investigators 2019” 专辑，欧洋博士为第一作者，万灵书教授为通讯作者。 呼吸图法制备有序多孔膜的过程中，由于溶剂挥发不稳定，Marangoni对流对水滴排列的操纵具有随机性，最终导致所形成的呼吸图具有多畴区结构及明显的畴区边界。受人类指纹用于身份鉴定的启发，基于图像识别技术，利用Voronoi多边形分割将有序多孔膜的畴区边界作为呼吸图阵列的指纹，首次实现了基于畴区边界的防伪应用。通过这种方法制备的防伪标签几乎无法复制，具有极高的安全性。这一研究为拓展有序多孔膜的应用提供了新的思路。相关工作得到国家自然科学基金的资助，论文发表于美国化学会期刊ACS Appl. Polym. Mater.，博士生吴柏衡为第一作者，万灵书教授为通讯作者。 论文链接：(1) Yang Ou, Di Zhou, Zhi-Kang Xu, Ling-Shu Wan*. Surface modification of self-assembled isoporous polymer membranes for pressure-dependent high-resolution separation. Polym. Chem. 2019, 10(23): 3201-3209. https://doi.org/10.1039/C9PY00560A (2) Bai-Heng Wu, Chao Zhang, Ning Zheng, Lian-Wei Wu, Zhi-Kang Xu, Ling-Shu Wan*. Grain boundaries of self-assembled porous polymer films for unclonable anti-counterfeiting. ACS Appl. Polym. Mater. 2019, 1(1): 47-53.https://doi.org/10.1021/acsapm.8b00031

高长有教授团队荣获2018年度浙江省自然科学一等奖

2019年5月14日上午，全省科学技术奖励大会在省人民大会堂举行，高长有教授团队经过近20年的系统研究完成的“高分子组织再生材料的表界面设计及功能构筑”项目获2018年度省自然科学奖一等奖，高长有教授出席大会接受颁奖并接受媒体采访。颁奖现场：右四为高长有教授获奖证书图片高长有教授颁奖后接受电视台采访，谈及获奖感受基础研究，是创新的源头，决定着技术创新和技术产业化水平，重在久久为功。“高分子再生材料的表界面设计及功能构筑”是高长有教授团队长期坚持的研究方向。围绕调控细胞在梯度材料上的迁移行为、传递活性物质的微纳米粒子结构调控及细胞相互作用、复合活性因子的三维多孔支架的制备等关键问题，开展了系统而深入的工作，取得了以下创新成果：1.提出了通过高分子梯度材料调控细胞迁移，从而促进组织再生的研究思想；2.微纳米粒子在组织再生过程中常用于活性物质传递，其微结构和性能影响与细胞的相互作用行为；3.针对组织再生材料的活性功能化问题，提出了生物活性水凝胶填充复合支架的新概念，建立了基因活性组织再生材料的功能化新策略，解决了生物活性信号的可控和高效传递难题，实现了软骨/软骨下骨的一体化同步再生和皮肤的快速无瘢痕修复。该项目共发表SCI论文208篇，其中多篇发表在国际顶级期刊。全部论文被SCI他引4000余次，有多篇论文被本领域的权威期刊如Chem Rev(IF 47.9)、Chem Soc Rev(IF 38.6)、Prog Polym Sci(IF 25.8)等正面评述。 相关新闻链接： 全省科学技术奖励大会在杭举行http://www.zjkjt.gov.cn/news/node01/detail0103/2019/0103_86336.htm高长有教授获奖后接受电视台采访https://newsapp.cztv.com/video/index.jsp?c=5876566 文：曹望北

张兴宏教授研究小组在J. Am. Chem. Soc.发表关于聚硫醚合成新方法的研究成果

         脂肪族聚硫醚是一种功能性的高分子材料，在光学材料，储能，金属离子检测，以及可充放电池等方面均具有潜在的应用。然而一直以来脂肪族聚硫醚的合成是一个巨大挑战。目前已报道的脂肪族聚硫醚的合成，主要通过两种手段来实现，分别是环硫烷烃的开环聚合以及巯基与双键或者三键的点击反应。然而，所用的聚合单体较难大规模获得，价格相对较贵。并且这些单体活泼，容易氧化，需要特殊的存储条件。     图1 一锅一步法合成不同结构的聚硫醚（“一石二鸟”法）        最近，张兴宏教授研究小组使用含硫一碳单体（COS）与环氧化物作为单体，实现了在闭合体系中一锅法合成了聚硫醚，所有催化剂为常见的有机碱。针对十几种常见的环氧化合物，所采用的方法均有良好效果，即制备得到了不同结构与性能的聚硫醚，基于侧基不同，玻璃化转变温度范围为-58至53oC，折光指数可高达1.64；所得聚硫醚一端为巯基，具有良好反应性。这些结构特征使该类聚合物具有广阔的应用空间。 研究小组开展该研究工作主要基于以下两个原因：一是五元环状碳酸酯常在高温下开环聚合，熵效应不可避免地导致生成聚醚段；另一是本小组发现的氧-硫交换反应(Macromolecules, 2008, 41, 1587)，在含硫C1与环氧化合物共聚的体系中，有聚硫醚段的生成。为此，研究小组尝试利用氧-硫交换反应来制备聚硫醚。进一步的理论计算并结合实验结果表明主要机理过程如图2所示。首先发生COS与环氧化物偶合反应，生成五元环状单硫代碳酸酯（少量环二硫代碳酸酯）；引发阶段有机碱与环状硫代碳酸酯生成的硫阴离子，选择性进攻五元环的碳基位位置，发生开环、脱环硫丙烷和去羧化反应完成链增长，生成聚硫醚，其中硫阴离子可区域选择性进攻环硫丙烷的亚甲基位。由此成功利用了氧-硫原子交换反应。     图2 由理论计算提出的反应机理（涉及五元环和环硫丙烷的区域选择性开环聚合）。   这一工作可为大规模合成含端巯基的脂肪族聚硫醚提供新的选择。尽管理论上COS可来自于便宜的原料CO和S，或富集回收，但都是高耗能的途径。因此今后的难点还在于如何在工业上获得低成本的COS。  论文通讯作者为浙江大学高分子系张兴宏教授，感谢共同作者浙江大学化学系洪鑫研究员和研究生朱天澄在理论计算上的大量工作；同时，特别感谢第一作者博士生张成建敏锐的观察力和勤奋的工作，除本工作外，他在此有机催化聚合领域已在Nature communications、Macromolecules和Chemsuschem上发表了系列研究工作。   相关链接： Poly(thioether)s from Closed-SystemOne-Pot Reaction of Carbonyl Sulfide and Epoxides by Organic Bases Cheng-Jian Zhang, Tian-Cheng Zhu, Xiao-HanCao, Xin Hong, and Xing-Hong Zhang* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 5490−5496 https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/jacs.9b00544  

黄小军副教授研究团队-基于梯度膜的“Top-down”模式构建植入穿戴膜基传感器

基于梯度膜的“Top-down”模式构建植入穿戴膜基传感器 随着设备智能化和信息化的快速发展，各种智能连续监测设备正投入临床应用。这些智能设备在日常生活中对人体监测和人体护理起着至关重要的作用，可以持续监测人体偏离健康状态的情况。智能连续监测传感器对多种疾病的监测、诊断和个性化治疗具有很大的应用潜力。然而，在临床的皮下植入应用时，植入式智能连续监测传感器面临两个方面的挑战：长期稳定性和准确性。 面对植入式智能连续监测传感器的挑战，很多研究者们进行了深入探索，目前解决这一问题主要方法就是在传感器电极的表面通过层层涂敷的方式构建外膜（可以称之为“bottom-up”方法）。各种材料用于构建传感器外膜，理想的传感器外膜应该具有两个特点：好的生物相容性、高孔隙率的微/纳孔结构。生物相容性能够减小组织排异反应，高孔隙率能够减小传质阻力和提高传感器的灵敏度，微/纳孔结构则可以限制干扰物质的扩散。基于此，黄小军副教授研究团队提出一种“top-down”的策略构建传感器的外膜，即先制备中空纤维梯度孔聚合物分离膜，并对其进行结构和表面性质调控，之后再将膜“穿”在传感器电极上(图1所示)，这种方法的优点是： 1）膜孔梯度微结构的可自由调控，2）减小原位成膜法对生物灵感源活性的影响、进而最大限度保留生物活性，3）中空纤维内外表面可以通过简单过滤的方法进行改性，4）改性层可以为生物灵感源及其他活性物质提供友好的生物环境。 本研究中，以梯度孔结构的聚砜中空纤维膜为传感器基膜，用壳聚糖及海藻酸钠对膜内表面进行改性，之后将膜“穿”在电极上，通过体外模拟监测及体内植入试验研究传感器的性能。结果表明，聚砜膜保护的传感器检测范围（0-22mM，R2>0.99）和稳定性（15天的相对活性>76%）大大提高。小鼠体内植入试验的结果表明(图2所示)，植入式传感器能很好的监测葡萄糖浓度的变化趋势，进一步的Clark误差分析的结果也说明植入式传感器有较好的精确度，聚砜中空纤维膜作为传感器的外膜能有效提高传感器的精确度及使用寿命，这种“top-down” 模式构建植入穿戴膜基传感器在临床监测领域具有巨大应用前景。 相关工作“Top-down strategy of implantable biosensor using adaptable, porous hollow fibrous membrane”发表在ACS Sensors（2019, DOI: 10.1021/acssensors.9b00035, 作者: 周瑾, 马珍, 洪晓, 吴慧敏, 马舒颜, 李扬, 陈大竞, 宇海银, 黄小军*）. 图1 传感器结构示意图及聚砜膜 图2 植入穿戴膜基传感器实时监测小鼠体征

黄小军副教授研究团队最新研究成果---超亲水梯度孔分离膜微结构及其乳化油水分离性能

超亲水梯度孔分离膜微结构及其乳化油水分离性能 日常生活及生产过程中产生的含油废水对生态环境造成极大的危害，使得油水分离成为亟待解决的社会和科学问题。近来膜分离技术由于其突出的分离效率高、运作成本低、设备可集成化、可处理油水乳液等优势，使其在未来的油水分离领域展现出极大潜力。 如何通过膜法实现油水的高效分离一直都是材料及化工方向研究者的研究热点之一。油水分离的本质是界面问题，除利用特殊浸润性对油和水呈现完全相反的润湿行为构建具有特殊浸润性表面的聚合物膜外，所用聚合物膜材料本质的润湿性及所具微结构对于油水分离过程中油水表观浸润性的影响也不可忽视。因此，探索聚合物膜孔微结构、油滴尺寸与油水分离效率的内在关联，对于实际含油废水的膜法处理应用具有十分重要的科学意义和实用价值。基于此，黄小军副教授研究团队设计并制备了孔径不同的系列膜孔呈梯度微纳珠状网络结构，孔径沿径向截面从外层到内层梯度增大，分离层膜孔远小于支撑层孔径，且支撑层微孔结构具有较高孔隙率的不对称、超亲水中空纤维梯度微滤膜，并将其应用于油水分离中相对最难处理的乳化油水分离中。 本研究中，通过湿法相转化可控制备了系列不同孔径大小的超亲水、梯度微结构中空纤维聚砜膜，并将其直接应用于油水乳液体系，深入探究其微结构与分离性能的内在规律，以期为膜法油水分离应用研究提供理论依据。实验结果表明，该不对称、超亲水中空纤维梯度微滤膜由于其特殊的梯度不对称微孔结构能够有效降低膜孔道被污染堵塞的几率，具有较佳的油水分离性能。膜孔尺寸及其寸分布、微结构等均会影响实际油水分离效果，但本质上通过临界击穿压力直接作用。最重要的是，当油滴大小与膜孔尺寸相匹配的条件下，即所用乳化油水粒径与所用膜孔大小的比值（0.71）与通过相应临界突破压力值理论计算所得表面接触角的余弦值（0.72），膜材料水下油接触角的余弦值（0.65）相近时，膜对油水分离效率最佳(图1所示)。聚合物膜孔微结构与油滴尺寸之间的匹配内在关系，可为膜法高效油水分离的实际应用提供理论依据。 相关工作“The microstructure-performance relationships ofhollow fiber membranes with highly efficient separation of oil-in-wateremulsions”发表在J Appl. Poly. Sci.（2019, DOI: 10.1002/app.47615，作者：洪晓，高巧灵，吴慧敏, 郭义宗, 黄赋，方飞，黄华婷, 陈大竞, 黄小军*） 图1油水分离过程中梯度孔聚合物膜微结构与油滴尺寸之间的匹配关系

黄小军-聚合物微结构与界面研究室在Langmuir上发表关于LDL亲和吸附膜论文

黄小军-聚合物微结构与界面研究室在Molecules上发表关于酶膜生物反应器论文

聚合物分离膜及其表界面工程课题组发展了一种荷正电纳滤膜

  SIEPM（聚合物分离膜及其表界面工程课题组）发展了一种荷正电纳滤膜                                                        纳滤作为一种低成本、高能效的绿色分离技术，在水体净化、脱盐、物料浓缩和分离等方面有广阔的应用前景。致密、均一、稳定的选择性分离层是发展高性能薄层复合纳滤膜的关键，在聚合物基质中添加无机纳米粒子能从多方面有效提高此类薄层复合纳滤膜材料的性能。聚合物分离膜材料及其表界面工程课题组博士生吕嫣提出，可在多巴胺(PDA)-聚乙烯亚胺(PEI)共沉积体系中加入荷正电的金纳米粒子(GNPs)，通过一步沉积法制备出以PDA/GNPs/PEI纳米复合薄层为选择性分离层的纳滤膜。分布均匀的纳米粒子不仅提高了薄层复合纳滤膜表面的荷正电性，使之对多价阳离子和金属离子表现出优异的截留性能，还有效改善了复合纳滤膜的水通量。在长时间测试过程中，该膜还表现出优异的耐压力稳定性和抗菌性。相关论文“Nanocomposite Membranes of Polydopamine/Electropositive Nanoparticles/Polyethyleneimine for Nanofiltration”发表在膜科学领域著名期刊J. Membr. Sci., 2018, 545, 99-106 (IF=6.578)，并很快成为高被引论文。                                                                                        荷正电薄层复合纳滤膜示意图                                                                                                                                                                                                                                 论文相关信息如下：                                                 Yan Lv, Yong Du, Zhi-Xiong Chen, Wen-Ze Qiu, Zhi-Kang Xu*, "Nanocomposite Membranes of Polydopamine/Electropositive Nanoparticles/Polyethyleneimine for Nanofiltration", J. Membr. Sci., 2018, 545, 99-106.                                              

聚合物分离膜及其表界面工程课题组在Janus膜领域取得新进展

  SIEPM(聚合物分离膜及其表界面工程课题组)在Janus膜领域取得新进展                                                  破乳型Janus膜可以打破表面活性剂对乳液的稳定效应，进而利用油滴的单向传递实现高效的油水分离。Janus膜的亲水层厚度对于油滴单向传递至关重要，而目前的制备方法缺乏对亲水层厚度的可控调节。近日，浙江大学徐志康教授所领导的聚合物分离膜及其表界面工程课题组通过在疏水性聚丙烯微孔膜上定量沉积荷电化碳纳米管，可简便地构造破乳型Janus膜亲水层的厚度，从而对其电荷屏蔽效应和单向传递性能进行调控，并将其用于离子型表面活性剂稳定的水包油(轻油和重油)乳液分离，最高可获得89％的油回收率。相关论文“Janus Membranes with Charged CNT Coatings for Deemulsification and Separation of Oil-in-Water Emulsions”发表在ACS Applied Materials & Interfaces (IF=7.5045), 2018,10, 9832-9840。硕士生安云鹏是论文的第一作者，杨静博士和徐志康教授为共同通讯作者。                                                                 破乳性Janus膜的制备及其乳液分离过程示意图                    

聚合物分离膜及其表界面工程课题组报道一种纳米薄膜制备新方法

     SIEPM（聚合物分离膜及其表界面工程课题组）报道一种纳米薄膜制备新方法                                                     纳米薄膜具有分离效率高、通量大、能耗低等优点，被广泛应用于废水处理、气体分离、海水淡化等多个领域。如何在大孔基膜上实现无转移宏量制备纳米薄膜，仍是该领域尚需解决的问题。受中国传统食物—豆皮制作工艺的启发，徐志康教授课题组的杨皓程博士和博士生吴铭榜提出气/液辅助成膜的方法，只需将疏水基膜漂浮在多酚-多胺溶液表面，氧化自聚生成的聚多酚-多胺颗粒会在气/液界面处自组装，形成自支撑薄膜（厚度仅为十余纳米）。将其与疏水基膜进行复合，得到的薄层复合膜可用于纳滤分离，通量可达15 L•m-2 •h-1•bar-1。相关论文“Nanofilms directly formed on macro-porous substrates for molecular and ionic sieving”发表在Journal of Materials Chemistry A (IF=8.867), 2018, 6, 2908-2913.                  纳米薄膜成膜过程及其形貌示意图                             

聚合物分离膜及其表界面工程课题组报道太阳光驱动自加热疏水海绵用于原油泄漏修复

 SIEPM（聚合物分离膜及其表界面工程课题组）报道太阳光驱动自加热疏水海绵用于原油泄漏修复                                                                              原油的高粘附性和低流动性一直是其输运、清理和回收过程的一大挑战。聚合物分离膜表界面工程课题组博士生张超和吴铭榜合作提出，利用聚多巴胺的光热转换效应赋予疏水海绵自加热功能，可有效降低原油的粘度，改善其流动性，进而大幅度提高海绵对原油的吸附速度，还可以装配成 “自加热吸油器”，实现水面上高粘度原油的连续化清理。相关论文“Solar-Driven Self-Heating Sponges for High-Efficient Crude Oil Spill Remediation”发表在 Journal of Materials Chemistry A (IF = 8.867), 2018, 6, 8880-8885，杨静博士和徐志康教授为共同通讯作者。                                       自加热吸油器示意图