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研究方向

第一、先进功能碳纳米材料的设计、制备和应用

研究内容:(1)将回收高分子材料大批量低温可控转化成高附加值的碳材料,减少白色污染,实现千克或者吨级的转换,包括废旧塑料、废旧橡胶和天然废弃物等。(2)微塑料的形成与转换机制,以及微塑料的回收再应用。(3)利用含有杂原子的聚合物制备含有杂原子的多孔碳材料,包括聚离子液体、COF、本征微孔聚合物(PIM)等。(4)天然高分子转化成高附加值碳材料,比如细菌纤维素。(5)MOF、COF和HOF的碳化制备纳米碳材料。

材料应用:(1)光热海水淡化、水流发电。(2)光催化、芬顿和AOP降解有毒物/农药/抗生素。(3)气体吸附、染料吸附/脱硫、吸附金属离子/有毒物/农药/抗生素、油水分离。(4)手性分离。(5)催化有机反应(比如好氧反应、偶联反应、硝基苯还原、产氢、CO2环加成)。(6)传感器和驱动器。(7)能源领域(电容器、锂电池、ORR和OER)。

第二、新型仿生分离、检测与驱动材料的设计、制备和应用

研究内容:MOF/聚合物复合膜、聚离子液体/聚电解质多孔膜、氧化石墨烯等无机膜、聚合物复合膜、纤维素等复合膜、聚离子液体/聚电解质多孔膜以及铅笔作画/喷雾法/呼吸图制备的多孔膜等。

材料应用:(1)筛分与分离,CO2,CH4,H2等。(2)检测与响应,检测H2S,CO2,HCl,NH3,H2O,O2等,电阻、电压电流、颜色、荧光和状态等变化。(3)驱动与形变,溶剂、气体、光、电、水、热等响应,用于湿度发电与压力发电等。