时间:2025年12月26日 15:30-16:30
地点:慎思楼4栋206
主办单位:环境与化学工程学院(2025年第9场)
主讲人:陈婷
主讲人简介:陈婷,女,副研究员。主要从事金属有机框架(MOF)膜的可控制备与精准分离研究。2021年博士毕业于爱丁堡大学工程学院化学工程专业,2022年-2025年于新加坡国立大学化学与生物分子工程学院从事博士后工作。作为主研人员参与了新加坡国家基金重点项目、国家基金重大项目课题、国家基金国际合作项目等科研项目5项,以第一作者在J. Am. Chem. Soc.(2篇)、Chem. Eng. J.、Sep. Purif. Technol.等国际权威期刊发表论文12篇,在ICOM2023、MOF2024等国际会议作口头或邀请报告7次,2018年获爱丁堡博士职业发展奖学金及爱丁堡全球研究奖学金(全球每年仅30人),2024年入选参加亚太工学院女性“明日之星”论坛,担任Membranes、Processes期刊特刊编辑。
内容简介:分离过程是化工生产中能耗、投资、成本最集中的核心环节,占投资和成本的40-70%,占世界能耗的10%以上。膜分离技术能大幅降低化工分离、提纯所需的能耗及成本,在我国实现“碳达峰、碳中和”目标过程中发挥着举足轻重的作用。随着膜技术应用的不断拓展,其工程问题随之愈发凸显,主要包括膜分离组件的设计优化和膜分离过程的设计优化两大主题。破解上述工程难题的核心在于构建兼具优异加工适应性与精准分离选择性的高性能膜材料体系。高性能分离膜材料已被列为国家关键战略材料领域发展重点及主要方向。金属有机框架(MOFs)因其结构多样化、孔径可调控等特点被视为新一代高性能分离膜材料。然而,MOF膜的工程化应用仍面临MOF晶界缺陷难抑制并显著降低膜分离选择性的关键挑战。针对MOF膜晶界缺陷在膜工艺中难以规避的难题,提出了一种溶剂动态应力诱导非晶化修复MOF膜晶界缺陷方法,利用溶剂蒸汽流通过MOF膜孔道过程中产生的动态剪切应力,引发MOF框架发生剪切扭曲变形,破坏长程有序结构进而非晶化。区别于已有的依赖热处理、高压处理、化学处理、机械球磨等高能耗非晶化路径,此策略突破了高温(120~370 °C)、高压等高能耗技术壁垒,实现了室温(25 °C)下的缺陷调控,为开发无缺陷高性能MOF膜提供了新路径。此外,阐明了基于沸点、芳香性与动力学直径的非晶化溶剂筛选原则,通过分子动力学模拟(AIMD)等手段,建立了溶剂性质-MOF结构-MOF膜晶界缺陷关联机制,明确了可用于诱导MOF膜结构非晶化及晶界缺陷修复的溶剂筛选原则,为后续MOF膜缺陷调控相关研究提供了具有可操作性和普适性的理论指导。