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先进功能多孔材料

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Introduction to the laboratory
  •     先进功能多孔材料科研团队以先进功能多孔材料为研究对象,积极开展先进功能多孔材料的设计、合成与应用研究,重点关注在绿色高效吸附分离和快速荧光检测领域。团队学术带头人潘勤鹤教授,现为海南大学化学工程与技术学院副院长,2010年被海南大学以"D类"高层次人才引进,先后入选教育部新世纪优秀人才支撑计划、海南省“515人才工程"第二层次人选、海南省拔尖人才,长期从事多孔材料的合成与应用研究。团队现有骨干人员8人,包含海南大学C类高层次人才1名,D类高层次人才2名,E类高层次人才5名,涉及无机化学、有机化学、分析化学、配位化学、结构化学、物理化学、材料化学和光学等众多知识领域。

让三聚氰胺海绵上长出水体抗生素“解药”--科技日报

让三聚氰胺海绵上长出水体抗生素“解药”

  潘勤鹤教授团队制备的新型COF复合海绵,有效克服了一般COF粉末难以回收利用的问题,在可见光下对四环素类抗生素表现出优异的光催化活性,其对四环素类抗生素的降解率达到90%以上。

  水资源作为生态环境的一个重要组成部分,其保护和改善已经成为当前社会的一个重要课题。这其中,抗生素的广泛使用甚至滥用,造成越来越严重的水体有机物污染,引起了社会的极大关注。研究表明,光催化降解是解决此类污染的有效途径之一,而设计开发出一种光催化剂并使其可高效降解水体抗生素,成为国内外多个科研团队的研究热点。

  海南大学化学工程与技术学院副院长潘勤鹤和杨玮婷教授团队受三聚氰胺海绵的启发,研发出可降解水中抗生素的晶态有机多孔聚合物(COF)复合海绵。该研究为制备具有高降解性能、易循环和高稳定性的基于共价键连接的COF提供了一种简单的策略,并为其他整体催化材料的制备提供了参考。相关论文近日发表在化工领域国际学术期刊《化学工程杂志》上。

  三聚氰胺海绵带来的灵感

  潘勤鹤向科技日报记者介绍,COF作为一类新型的多孔结晶聚合物,通过强共价键与有机单元巧妙地构建而成。得益于独特的多孔结构、高比表面积、孔隙率和化学可调性,COF被广泛应用于多个领域。由于具有有序、可扩展的π共轭骨架和结构稳定性,COF在光催化应用中显示出巨大潜力,并被用于降解抗生素。但是COF多为粉末状态,较差的可回收性限制了其在实际环境中的应用。

  为了使材料兼具功能使用性、便利性和实际应用性,潘勤鹤团队在大量前期实验的基础上,深入对各种不同的基体和COF材料进行了分析筛选。

  “三聚氰胺海绵有着低成本、大孔隙率和环境友好等优点,被广泛地应用,是一种非常好的载体。”潘勤鹤介绍,在探索过程中,他们反复思考,COF-TpTt是一种由三聚氰胺和三醛基间苯三酚形成的COF,该材料本身就有着非常出色的光催化性能。如果让COF-TpTt附着在三聚氰胺载体上,是否就能兼顾降解抗生素的光催化性能以及良好的可回收性呢?

  巧妙采用“反应接种”策略

  最终该团队利用“反应接种”策略实现了COF-TpTt在三聚氰胺海绵表面爆发性成核、均匀牢固的生长。“反应接种”是指载体上包含COF-TpTt生长所需的功能基团,从而能提供COF-TpTt生长的“种子”,让COF-TpTt在载体上附着得更加牢固。该策略满足了晶体合成爆发性成核的条件,从而使在三聚氰胺海绵上合成的COF-TpTt粒径缩小。缩小的粒径使COF-TpTt的比表面积增大,从而暴露出更多的催化活性位点,因此也增强了其催化降解效果。而且该策略中载体也是合成COF的原材料,因此所合成的复合材料有着很高的稳定性,这就使得其循环使用性能大大提升。

  最终,团队通过“反应接种”策略,采用一锅法成功制备了一种新型COF复合海绵。

  潘勤鹤表示,该复合海绵有效克服了一般COF粉末难以回收利用的问题,可在保证降解效果的情况下进行10轮以上的循环实验,在可见光下对四环素类抗生素表现出优异的光催化活性,其对四环素类抗生素的降解率均在90%以上。

  《化学工程杂志》审稿人评价道,这种合成方法不仅简单,而且赋予复合海绵良好的稳定性和更强的光催化性能。合成细节和表征部分充分验证了该方法的有效性。这一研究提出了一种有前景的方法来解决COF可回收性差的问题。

http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-11/24/content_525663.htm?div=-1

中英双边“多孔材料的新型技术在医药、环境及能源领域的应用”研讨会在海南大学顺利召开

       2021年11月21日,由海南大学化学工程与技术学院潘勤鹤教授和英国曼彻斯特大学化学工程与分析科学学院范晓雷教授联合申请,国家自然科学基金委资助的中英双边“基于多孔材料的新型技术在医药、环境及能源领域的应用”研讨会在海南大学国际学术交流中心举办。此次会议原计划于11月17日至20日在海口举办,由于疫情原因推迟到21日并改成线上进行。

       会议由潘勤鹤教授主持,吉林大学于吉红院士和南开大学卜显和院士应邀作为研讨会的导师并致辞。来自英国曼彻斯特大学、英国阿斯顿大学、吉林大学、南开大学、天津大学、东北师范大学、苏州大学、南京工业大学、中国科学院金属研究所等单位的国内外年轻学者参加会议,围绕分子筛、金属有机框架材料和多孔有机框架材料等多种多孔材料的合成、机理、规模化生产及应用开展研讨。青年科学家们的精彩报告吸引了两百余人国内外众多高校研究所青年学者和同学参加,促进了交流、学习,线上、线下的专家和同学们获益良多,取得圆满成功。

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