作為國(guó)家在科學(xué)技術(shù)方面的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和全國(guó)自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心，建院以來，中國(guó)科學(xué)院時(shí)刻牢記使命，與科學(xué)共進(jìn)，與祖國(guó)同行，以國(guó)家富強(qiáng)、人民幸福為己任，人才輩出，碩果累累，為我國(guó)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全做出了不可替代的重要貢獻(xiàn)。/ 更多簡(jiǎn)介 + 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（簡(jiǎn)稱“中科大”）于1958年由中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)建于北京，1970年學(xué)校遷至安徽省合肥市。中科大堅(jiān)持“全院辦校、所系結(jié)合”的辦學(xué)方針，是一所以前沿科學(xué)和高新技術(shù)為主、兼有特色管理與人文學(xué)科的研究型大學(xué)。 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（簡(jiǎn)稱“國(guó)科大”）始建于1978年，其前身為中國(guó)科學(xué)院研究生院，2012年更名為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)。國(guó)科大實(shí)行“科教融合”的辦學(xué)體制，與中國(guó)科學(xué)院直屬研究機(jī)構(gòu)在管理體制、師資隊(duì)伍、培養(yǎng)體系、科研工作等方面共有、共治、共享、共贏，是一所以研究生教育為主的獨(dú)具特色的研究型大學(xué)。 科技大學(xué)（簡(jiǎn)稱“上科大”），由市人民政府與中國(guó)科學(xué)院共同舉辦、共同建設(shè)，2013年經(jīng)教育部正式批準(zhǔn)。上科大秉持“服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”的辦學(xué)方針，實(shí)現(xiàn)科技與教育、科教與產(chǎn)業(yè)、科教與創(chuàng)業(yè)的融合，是一所小規(guī)模、高水平、國(guó)際化的研究型、創(chuàng)新型大學(xué)。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的含油污水被排放，同時(shí)海洋原油泄漏事件頻發(fā)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類的健康造成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)油水分離方法主要包括氣浮法、離心分離法、吸附和燃燒等，但均存在效率低、成本高、應(yīng)用范圍窄等缺點(diǎn)。超浸潤(rùn)分離膜由于具有結(jié)構(gòu)可控性好、分離效率高和分離精度高的優(yōu)點(diǎn)，目前成為油水分離領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近期，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員劉富團(tuán)隊(duì)（先進(jìn)功能膜）在高性能聚偏氟乙烯（PVDF）油水分離膜方向取得了一系列新成果。 1）PVDF瞬時(shí)催化及油水分離膜。針對(duì)復(fù)雜體系的油水分離問題，以機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的聚偏氟乙烯（PVDF）為基膜，制得到具有微納米多級(jí)組裝結(jié)構(gòu)的PVDF-AuNPs微反應(yīng)器分離膜。首先利用聚多巴胺作為膜表面“功能涂層”，對(duì)PVDF基膜進(jìn)行初步修飾，然后將AuNPs微球通過動(dòng)態(tài)過濾的方法負(fù)載到PVDF的指狀孔內(nèi)，形成微反應(yīng)器。所得膜能夠?qū)邢趸椒拥乃蛷?fù)雜體系，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)的硝基苯酚催化降解和油水分離。該方法對(duì)于將油水分離膜應(yīng)用于實(shí)際含油廢水處理，起到了重要的推動(dòng)作用。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Chemical Engineering Journal,2018, 334,579，副研究員王建強(qiáng)和吳紫陽(yáng)為共同作者，劉富為通訊作者。 2）具有超穩(wěn)定剛性浸潤(rùn)表面的柔性PVDF油水分離膜。針對(duì)通常聚合物微孔膜的表面微納結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、在化學(xué)腐蝕及物理?yè)p傷下易蠕變及衰減的問題，通過仿生植物根系固定土壤模型，利用微孔PVDF膜表面的微納結(jié)構(gòu)限域固定TiO2納米粒子，制了具有剛性界面TiO2界面的柔性PVDF微孔膜。所得膜具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠抵抗物理?yè)p傷（液壓、手指擦拭、液氮淬火后砂紙磨擦）、高溫和苛刻的化學(xué)腐蝕（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉），并且能夠連續(xù)有效分離含有表面活性劑的油包水乳液。在錯(cuò)流模式下，通過負(fù)載超親水納米TiO2粒子制的PVDF膜，可實(shí)現(xiàn)水包油乳液的連續(xù)分離（通量達(dá)1700，PVDF管分離效率96%）（如圖3）。 相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Scientific Reports,2017, 7: 14099，副研究員熊竹和林海波為共同作者，劉富為通訊作者，文章發(fā)表后受到了同行的廣泛關(guān)注，該論文是2017年Scientific Reports期刊閱讀量多的前100篇文章之一。 3）超大通量靜電紡絲PVDF油水分離膜。除了油水廢液的復(fù)雜性和膜界面穩(wěn)定性的制約，油水分離膜往往也受限于膜的低通量和易污染性。針對(duì)該問題，團(tuán)隊(duì)采用靜電紡絲技術(shù)，通過將靜電紡絲和靜電噴涂相結(jié)合，制得到了具有超高通量的PVDF納米纖維油水分離膜，具有獨(dú)特的微米級(jí)纖維及納米級(jí)微球復(fù)合的結(jié)構(gòu)。將該膜應(yīng)用于高粘度的十甲基環(huán)五硅氧烷包水體系時(shí)，滲透系數(shù)高達(dá)88166±652（分離效率99%），遠(yuǎn)高于已報(bào)道數(shù)據(jù)。該方法制過程簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的表面改性過程，是一種適宜工業(yè)化生產(chǎn)的新方法。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Journal of Materials Chemistry A,2018, 6, 7014-7020。浙江理工大學(xué)博士吳金丹和碩士生丁雅杰是論文的共同作者，王建強(qiáng)、浙江理工大學(xué)教授王際平和劉富為該工作的共同通訊作者。 上述系列研究工作受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFB0309600）、國(guó)家自然科學(xué)基金（5161101025、51475449、51703233）、中科院青促會(huì)（2014258）和寧波市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2014B81004）等項(xiàng)目的資助支持。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的含油污水被排放，同時(shí)海洋原油泄漏事件頻發(fā)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類的健康造成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)油水分離方法主要包括氣浮法、離心分離法、吸附和燃燒等，但均存在效率低、成本高、應(yīng)用范圍窄等缺點(diǎn)。超浸潤(rùn)分離膜由于具有結(jié)構(gòu)可控性好、PVDF管分離效率高和分離精度高的優(yōu)點(diǎn)，目前成為油水分離領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近期，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員劉富團(tuán)隊(duì)（先進(jìn)功能膜）在高性能聚偏氟乙烯（PVDF）油水分離膜方向取得了一系列新成果。 1）PVDF瞬時(shí)催化及油水分離膜。針對(duì)復(fù)雜體系的油水分離問題，以機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的聚偏氟乙烯（PVDF）為基膜，制得到具有微納米多級(jí)組裝結(jié)構(gòu)的PVDF-AuNPs微反應(yīng)器分離膜。首先利用聚多巴胺作為膜表面“功能涂層”，對(duì)PVDF基膜進(jìn)行初步修飾，然后將AuNPs微球通過動(dòng)態(tài)過濾的方法負(fù)載到PVDF的指狀孔內(nèi)，形成微反應(yīng)器。所得膜能夠?qū)邢趸椒拥乃蛷?fù)雜體系，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)的硝基苯酚催化降解和油水分離。該方法對(duì)于將油水分離膜應(yīng)用于實(shí)際含油廢水處理，起到了重要的推動(dòng)作用。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Chemical Engineering Journal, 2018, 334,579，副研究員王建強(qiáng)和吳紫陽(yáng)為共同作者，劉富為通訊作者。 2）具有超穩(wěn)定剛性浸潤(rùn)表面的柔性PVDF油水分離膜。針對(duì)通常聚合物微孔膜的表面微納結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、在化學(xué)腐蝕及物理?yè)p傷下易蠕變及衰減的問題，通過仿生植物根系固定土壤模型，利用微孔PVDF膜表面的微納結(jié)構(gòu)限域固定TiO2納米粒子，制了具有剛性界面TiO2界面的柔性PVDF微孔膜。所得膜具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠抵抗物理?yè)p傷（液壓、手指擦拭、液氮淬火后砂紙磨擦）、高溫和苛刻的化學(xué)腐蝕（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉），并且能夠連續(xù)有效分離含有表面活性劑的油包水乳液。在錯(cuò)流模式下，通過負(fù)載超親水納米TiO2粒子制的PVDF膜，可實(shí)現(xiàn)水包油乳液的連續(xù)分離（通量達(dá)1700 ，分離效率96%）（如圖3）。 相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Scientific Reports, 2017, 7: 14099，副研究員熊竹和林海波為共同作者，劉富為通訊作者，文章發(fā)表后受到了同行的廣泛關(guān)注，該論文是2017年Scientific Reports期刊閱讀量多的前100篇文章之一。 3）超大通量靜電紡絲PVDF油水分離膜。除了油水廢液的復(fù)雜性和膜界面穩(wěn)定性的制約，油水分離膜往往也受限于膜的低通量和易污染性。針對(duì)該問題，PVDF管團(tuán)隊(duì)采用靜電紡絲技術(shù)，通過將靜電紡絲和靜電噴涂相結(jié)合，制得到了具有超高通量的PVDF納米纖維油水分離膜，具有獨(dú)特的微米級(jí)纖維及納米級(jí)微球復(fù)合的結(jié)構(gòu)。將該膜應(yīng)用于高粘度的十甲基環(huán)五硅氧烷包水體系時(shí)，滲透系數(shù)高達(dá)88166±652 （分離效率99%），遠(yuǎn)高于已報(bào)道數(shù)據(jù)。該方法制過程簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的表面改性過程，是一種適宜工業(yè)化生產(chǎn)的新方法。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6, 7014-7020。浙江理工大學(xué)博士吳金丹和碩士生丁雅杰是論文的共同作者，王建強(qiáng)、浙江理工大學(xué)教授王際平和劉富為該工作的共同通訊作者。 上述系列研究工作受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFB0309600）、國(guó)家自然科學(xué)基金（5161101025、51475449、51703233）、中科院青促會(huì)（2014258）和寧波市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2014B81004）等項(xiàng)目的資助支持。
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