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制浆造纸工程国家重点实验室首届“博士沙龙”日程与报告人介绍

发布时间:2022-12-05 访问次数:32

  为搭建良好的青年学术交流平台,活跃实验室学术、科研氛围,增进学校各学科博士之间的交流与合作,提升学术科研能力和水平。制浆造纸工程国家重点实验室将于2022年12月8日举办第一期“博士沙龙”,受疫情防控和学生返乡政策的影响,本次活动改为线上形式举行。

  一、会议主题

  加强学术交流,展现学术风采,碰撞思想火花

  二、会议时间

  2022年12月8日:上午8:30-11:50,下午14:30-17:30

  三、会议地点

  腾讯会议:460 464 951

  四、会议日程

  备注:报告人每人PPT汇报15分钟;交流及专家点评5分钟。

  五、报告及报告人简介

  报告题目:阴离子调控铜基化合物实现电催化硝酸盐还原制氨

  报告人简介:宫志恒,华南理工大学环境与能源学院在读博士生,导师陈燕教授。研究方向为能源环境领域电催化方向,目前研究兴趣集中在硝酸盐(氮素)电还原制氨。博士期间以第一作者(含共一)身份在Appl. Catal. B(If=24.319)、J. Energy Chem. (If=13.599)、Catal. Today(If=6.562)发表论文3篇,申请/获批专利3项。

  报告摘要:Haber-Bosch工艺使人类对氮的利用能力达到了一个新的高度,但过度开发引起的全球氮循环失衡和巨大的能源消耗给能源与环境领域带来了巨大的挑战。利用可再生能源产生的电能将硝酸盐转化为可利用的氨是一种极具魅力的策略,有助于人工氮循环,减少化石燃料的消耗,并作为合成氨的补充途径。电催化材料表界面的阴离子物种积极参与催化过程,理解阴离子调控机制如调控氧活性、氧缺陷、羟基、阴离子掺杂等,对指导催化剂开发至关重要。基于此,我们通过等离子体处理、掺杂、晶面工程等手段,结合原位先进谱学手段及理论计算,充分探究了铜基化合物表面阴离子特性在硝酸盐还原过程中的关键作用。内容基于调控手段分为四个部分:(1)通过Ar等离子体处理构建富氧空位及羟基的Cu2O电催化剂,改善NO3-的吸附和质子转移,提高法拉第效率及氨的选择性;(2)可控晶面调控Cu2O表面氧物种,抑制HER竞争反应并促进NO3-RR的加氢过程;(3)替位掺杂策略调控R-P相铜基钙钛矿的氧物种活性及硝酸盐还原性能;(4)反钙钛矿相氮化物双功能耦合硝酸盐还原和生物质氧化。该研究为硝酸盐定向还原为氨反应提供了有价值的策略,对能源与环境领域电催化反应表界面过程、构效关系的理解也颇具意义。

  报告题目:MOF基材料的理性设计及光催化CO2还原研究

  报告人简介:王枫亮,2021年于华南理工大学获物理化学博士学位,现为华南理工大学化学与化工学院博士后,合作导师李映伟教授。主要从事MOF基材料的制备及其在环境与能源光催化领域的应用基础研究。以第一或通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ACS Nano, Appl. Catal. B-Environ.等化学/材料主流期刊上发表SCI论文12篇,其中ESI高引论文5篇。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上一等资助项目、广东省自然科学基金面上项目和广东省区域联合基金青年基金等科研项目。

  报告摘要:利用太阳能将CO2转化为CO、CH4等燃料或化工原料被认为是缓解环境和能源危机的有效途径之一。然而,由于CO2分子具有高度稳定性且其光催化资源化过程中光生载流子迁移效率低,同时伴随析氢等竞争反应的发生,现有光催化CO2转化体系仍面临活性低和选择性差等关键问题。致力于解决以上关键问题,我们以金属有机骨架 (MOF) 为前体和模板,设计制备出具有独特结构和形貌的光催化剂。主要研究成果如下:(1)以多层核壳ZIFs为自模板,通过原位拓扑转化策略合成新型纳米片组装多壳层钴基催化剂。所得分级四重壳层中空材料在可见光照下CO产率高达134.3 µmol h-1,高于目前已报道的光催化CO2还原体系;(2)发展原位转化策略,成功在三维有序大孔碳氮支架上构建高分散CdS量子点。所制备光催化剂能在没有任何牺牲剂的协助下实现CO2与苄胺协同高效转化,其CO生成速率约为块体CdS的20倍左右;(3)发展ZIF-67介导自模板策略,制备具有均匀分散Ni-Co双催化活性位的Ni掺杂Co3O4超薄纳米片组装双空纳米管。所得材料在低浓度CO2光催化反应体系中展现出高达3.7%的表观量子产率。进一步的原位光谱和深入的轨道理论分析结果证明,Ni-Co双位点的d轨道通过相互作用降低材料与CO*反应中间体的吸附亲和力并且将H*的吸附位由金属位点转变为氧位点。

  报告题目:MOF衍生原子催化剂在糠醛高值转化中的应用

  报告人简介:赵鑫,华南理工大学化学与化工学院在读博士生,导师李映伟教授。主要从事金属有机骨架(MOF)衍生复合纳米材料的微结构设计、可控宏量制备及其在可再生能源和高附加值碳基化学品制备中的应用。目前的研究方向主要为:MOFs衍生超细过渡金属纳米材料(包括金属单原子、金属亚纳米团簇、金属超细纳米颗粒)的设计制备及其在生物质平台分子高值转化反应中的应用。以第一作者身份在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal.等化学化工领域权威SCI期刊发表MOFs基复合纳米材料的相关研究论文4篇,其中一区top论文4篇。

  报告摘要:原子级催化剂,特别是单原子、双原子、单团簇等催化剂,因其最大化的原子利用率、可预测的组成和纳米结构以及可调节的电子性质,在多相催化领域引起了广泛的研究兴趣。根据d带中心理论,调整催化剂活性中心的电荷分布可以相应地将其态密度调控至费米能级附近,从而调控活性位点对于反应物及反应中间体的吸附能力,并进一步优化反应的路径,实现反应物的高效转化和目标产物的高选择性。合理调变原子级金属位点的配位环境、近邻位点的金属种类、自身的尺寸、以及载体等都是实现其电荷分布调控的有效方法。以金属有机骨架材料(MOFs)为前驱体,通过对生长诱导、刻蚀转化、高温转化等过程的合理调控,进而实现对MOFs衍生材料的原子级金属位点的电子性质的有效调控。

  报告题目:氯化胆碱辅助水热处理耦联碘催化酯化实现桉木各组分分离及转化

  报告人简介:田胜龙,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师付时雨教授。主要从事生物质资源化利用:生物质组分的分离与转化、可降解生物塑料及构建多尺度生物质基多孔材料。在Journal of Hazardous Materials等国际期刊发表SCI论文13篇,其中一作3篇。

  报告摘要:在国家“双碳”战略目标下,开发绿色、可降解的木质纤维产品是有效的解决路径之一。然而,由于植物在进化过程中形成的抗降解屏障,导致木质纤维的异质性和组分之间复杂的连接机制,木质纤维的潜力一直未能完全兑现。针对木质纤维组分中半纤维素无定形和易于降解的特点,本文通过氯化胆碱辅助水热处理(ChCl/LHW)优先将木聚糖转化为低聚木糖以破坏抗降解屏障,再耦合碘催化酯化处理残渣同步实现纤维素的乙酰化改性与木质素的分离。在这个过程中,0.25 wt%氯化胆碱溶液水热在180 ℃ 30 min的处理条件下脱除了近90%的半纤维素,并得到了44%的低聚木糖。通过对处理条件的进一步探究,发现ChCl/LHW处理提高了纤维素转化率(90.75%)、乙酰化产物的得率(61.34%)和木质素的分离效率(95%)。乙酰化产物的表征结果表明乙酰化产物为分子量分布均匀、热稳定性好、半结晶结构、不含木质素的三醋酸纤维素。将得到的三醋酸纤维素(CA)用于聚乳酸(PLA)膜的性能增强,结果显示在CA含量为5%的PLA-CA复合材料中,抗拉强度和杨氏模量分别提高了80.63%和59.51%,并且密度由1.2427 g/cm3下降到1.0028 g/cm3,实现了轻量化和力学性能增强。最后,在木头衍生的纤维素气凝胶上原位生长UiO-66-NH2晶体实现碘的回收与再利用。

  报告题目:基于木质素模型化合物的有序介孔碳的构筑及其机理研究

  报告人简介:朱师云,2021年9月毕业于华南理工大学制浆造纸工程专业,获工学博士学位;2021年10月开始在华南理工大学轻工科学与工程学院从事博士后研究工作,合作导师陈克复院士。主要从事生物质资源高效利用、多孔碳材料制备、水体污染治理等方面的研究。

  报告摘要:木质素是一种含有大量酚羟基和高含碳量的天然高分子,是取代苯酚合成有序介孔碳的优质低成本碳源。然而工业木质素的成分复杂、纯度低、分子结构具有不确定性,难以确定其在制备有序介孔碳材料中的反应机理。木质素模型化合物中只存在特定的化学键和官能团,可以在有序介孔碳合成过程中提供准确机理信息,便于对其介观结构进行精准调控。采用木质素模型化合物取代苯酚构筑有序介孔碳,掌握其合成机理和结构调控机制,对木质素资源高效利用以及有序介孔碳的低成本可持续发展具有重大价值和现实意义。树脂预聚体的控制合成、自组装与介观结构调控是基于木质素模型化合物的有序介孔碳的构筑过程中的瓶颈问题。本申请项目通过调变木质素模型化合物/甲醛预聚反应条件、控制溶剂挥发诱导自组装过程、调控固化碳化过程因素,明确有序介孔碳孔结构及骨架形成机理,有望推动基于木质素模型化合物的有序介孔碳的技术进步,为利用木质素规模化制备有序介孔碳奠定理论基础。

  报告题目:基于各向异性纤维素气凝胶的热电发电机用于低等级热能收集

  报告人简介:赵轩,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师钟林新教授。主要从事高性能生物质基材料的构建与性能研究。在ACS Applied Materials and Interfaces, Journal of Power Sources, Journal of Materials Science and Technology等期刊以第一作者身份发表SCI论文4篇,授权专利1项。

  报告摘要:热电发电机因其具有收集低等级热能(<100 °C)为物联网(IoT)和可穿戴电子设备供电的潜力而受到广泛的关注。本文利用木基材的有序骨架制备了应用于热电发电机的碳纳米管/聚(3,4-乙二氧基噻吩基)(CNT/PEDOT)纤维素气凝胶。为了进一步提高多孔材料的热电性能,团队提出了通过构建有序多孔结构以改善无序结构导致的电性能降低,实现载流子在纳米单元之间的高效传递。同时,有序排列的纤维素纳米纤维结构和能量过滤效应的协同作用提升了热电转化效率,组装的垂直式热电发电器件在39.4 K温差下达到1.5 μW的输出功率,质量比功率高达15.48 μW g−1。突破了多孔热电材料的应用局限性,成功应用于废热能的回收转化,实现了为物联网和可穿戴电子设备持续供电。为发展可持续的能源转化技术,开发新型的绿色、清洁、可持续能源提供理论支撑与解决途径。

  报告题目:高效的压缩应力传递和压力传感的各向异性纳米纤维素碳气凝胶

  报告人简介:赖海宏,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师钟林新教授。主要从事生物质基碳气凝胶设计与制备研究。在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Sustain. Chem. Eng.等杂志发表SCI学术论文7篇,第一作者1篇,申请中国发明专利1项。

  报告摘要:碳气凝胶具有良好的可压缩性和回弹性,和其具有的可逆回弹性和抗外部应力损伤能力受到广泛关注。从可持续资源中开发绿色、低成本的碳气凝胶具有很大的研究价值,但由于碳块的脆性,仍然具有很大的挑战性。在此,受自然界各向异性结构的启发,我们提出了一种自下向上的方法,以纤维素纳米纤维(CNF)为材料制备具有三维层状结构的各向异性碳气凝胶。厚度合理的(142 nm)且连续有序的层状结构保证应力可以有效地在三维网络中传递,并且抵抗高压缩应变的破坏,从而使碳气凝胶在高压缩应变下表现出形状恢复和良好的抗疲劳性能。碳气凝胶可以至少承受50次极高的应变(95%)下的压缩,或者在50%应变下压缩50000次,仍保持84%的原始高度。此外,优异的力学性能、稳定的三维层状结构和高导电性使碳气凝胶在较宽的压力范围(0.002-7 kPa)具有快速的电流响应和高灵敏度。本研究中介绍了一种碳气凝胶作为制作三维触觉传感器的最佳选择,以捕捉各种人体运动的信号。

  报告题目:造纸纤维特性与纸张力学性能间构效关系的计算机模拟研究

  报告人简介:刘寅,1991年4月出生,工学博士,在站博士后,合作导师沈文浩教授。2009年至2013年在西南科技大学通信工程专业攻读学士学位,2013年至2016年在西南科技大学信息与通信工程专业攻读硕士学位,2016年至2020年在华南理工大学制浆造纸工程专业攻读博士学位,从2021年至今,在华南理工大学轻工科学与工程学院做博士后,从事纸张结构计算机模拟、造纸污水处理过程智能控制方面的研究工作。近年来主持及主要参与省部市级项目4项,发表论文4篇,获得授权发明专利5件,计算机软件版权1件,获中国制浆造纸自动化技术与智能制造研讨会论文二等奖1次。

  报告摘要:造纸纤维的形态、力学特性及其相互间氢键结合力直接影响纸张结构及其力学性能,二者间的构效关系一直是造纸领域极为关注的科学问题,目前采用实验及经验分析的主流方法未能清晰阐释纸张力学性能的形成机理。本课题采用计算机模拟方法,实现了针对造纸纤维形态、力学特性、纸张结构及其力学性能的模拟,为揭示纸张结构及其力学性能间的构效关系奠定基础。具体研究内容包括:(1)使用质点-弹簧模型模拟造纸纤维形态及其力学性能;(2)基于所建立的造纸纤维模型,采用随机放置的方法,组合数万根造纸纤维模型构建纸张结构模型;(3)依据实验室测量纸张力学性能的方法和基本原理,模拟纸张结构模型,预测纸张力学性能;(4)针对不同特性的造纸纤维,模拟生成不同的纸张结构模型并预测其力学性能,构建造纸纤维特性与纸张结构及其力学性能间的关系。本课题的研究内容还将有利于推进纸张力学性能形成机理的研究,为新型纤维材料的研发提供一种新的研究途径。

  报告题目:通过改进型芬顿反应制备的氧化多糖高值化应用及机理研究

  报告人简介:高兵兵,华南理工大学机械与汽车工程学院在读博士生,导师张水洞教授。主要从事天然高分子材料绿色改性及升级应用、热塑/热固性淀粉高性能化及其构效关系研究。作为主要成员参与国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目等课题。目前以第一作者和共同一作共发表SCI论文五篇(累计影响因子共计50)。曾获得2021年广汽研究生奖学金。

  报告摘要:采用绿色、简易、可规模化的策略对天然多糖进行改性,以匹配其在不同场景下的应用,对缓解资源危机和环境污染意义重大。针对现有多糖改性普遍存在的低效、不可控、选择性差和多涉及污染性试剂等现状,本系列研究通过课题组原创的改进型芬顿试剂对天然多糖进行定位氧化,高效制备了羧基含量可控的氧化纤维素及氧化壳聚糖。改进型芬顿试剂以微量的Cu2+或Fe3+为催化剂,室温下通过H2O2选择性地将多糖C6位置的-CH2OH基团氧化为COOH,制备过程不涉及任何有害试剂。所制备的氧化纤维素在破坏了强氢键网络的同时,由于氧化反应对颗粒表面的剥离以及羧基的引入,使填料在基体中的分散性及界面相容性提升,从而得以显著增强热塑性淀粉、橡胶等复合材料的综合性能。同时,氧化纤维素还能作为环氧树脂的异相成炭剂,在线生成具有集成功能的多层次结构炭层,为通过天然高分子改性构建高效阻燃EP复合材料提供了新技术,阐明了多孔蜂窝状炭层的演变过程。此外,制备出的氧化壳聚糖具有显著提升的水溶性,其低含量的水溶液实现了比纯水高三倍的灭火效率,该水溶液也展现了优越的抗菌、抗藻等自清洁性能,并深入探究了水溶性、灭火效率提升的机理。以上研究为天然高分子的高值化利用提供了值得借鉴的方法。

  报告题目:基于多组分反应的支化纤维素的构建及性能研究

  报告人简介:刘煜,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师祁海松教授。已发表一区SCI论文3篇,获得2022年国家奖学金。现阶段研究方向专注于纤维素分子结构设计及性能研究。

  报告摘要:基于天然纤维素直链分子进行糖支链支化改性,不仅可用于纤维素新型功能材料的开发,还可为支链多糖构效关系的研究提供新的视角。然而,目前糖支链支化纤维素的高效制备仍面临巨大挑战。为此,本研究拟基于多组分反应这一“分子拼图”技术,探索纤维素接枝糖支链的新路线。首先,采用常规化学改性在天然纤维素主链上设计用于接枝的官能基团。然后,利用多组分反应(包括Passerini反应、Biginelli反应和Ugi反应)合成葡萄糖支化纤维素,探究其转化机制并优化反应工艺。通过改变主链接枝位点和使用不同糖支链源(包括单糖、双糖及直链多糖),调控糖支链类型、支链聚合度及主链取代度等结构,系统研究产物的性能特征,揭示糖支链支化纤维素结构与性能的关联。本研究不仅为高效可控制备糖支链支化纤维素提供了新策略,也为纤维素等生物质基新型材料的开发提供了理论和技术支撑。

  报告题目:激光直写法制备图案化纳米金修饰纸基电化学传感器

  报告人简介:王成,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师王小慧教授。主要从事新型纸基电化学传感器方向的研究,利用造纸工艺规模化制备图案化的纸电极。近年来发表SCI论文两篇,获得授权发明专利2件。

  报告摘要:纸基材料由于其原料丰富,绿色环保在电子设备领域具有巨大的应用潜力。然而当前的纸基电子材料受限于印刷打印技术,规模化制备的电子产品存在图案模糊、稳定差等问题。因此我们采用了传统造纸工艺制备了一种稳定均一的氧化石墨烯/纤维素复合纸,再使用湿法激光技术在纸基底上制备出图案化的电极。具体研究如下:将复合纸浸泡氯金酸溶液然后进行激光图案化直写,利用激光产生的高温同时还原氧化石墨烯和氯金酸,得到纳米金种子修饰的还原石墨烯纸电极。再利用纳米金颗粒的生长机理,控制纳米金图案化生长得到纳米金修饰纸电极。最后,我们将制备的纸电极组装成电化学传感器用于双氧水的检测,其检测限能达到6.2×10-7 M,灵敏度为852.6 μA mM−1 cm−2,明显优于其他种类的电化学传感器。以上研究为图案化纸基电子产品的制备提供了一种新的方法。

  报告题目:纳米纤维素增强导电水凝胶的构筑及其性能调控机制探索

  报告人简介:葛文娇,1990年6月出生,在站博士后,合作导师王小慧教授。2019年毕业于华南理工大学生物质科学与工程专业,获得工学博士学位;香港理工大学访问学者。主要从事生物质多糖基纳米载体材料与功能性水凝胶材料的研究。主持国家级科研项目1项,省部级科研项目2项,2020年入选广东省青年优秀科研人才国际培养计划。以第一作者身份在Chemical Engineering Journal、Polymer Chemistry、Carbohydrate Polymers、Cellulose等国际期刊发表论文6篇,其中ESI高被引1篇,参编英文专著1部,获得授权发明专利3件。

  报告摘要:导电水凝胶是一类具有导电性能的三维聚合物交联网络,在电子器件、仿生皮肤、传感器等领域有着巨大的应用潜力。然而,受到自身力学性能较差和功能性单一等问题的限制,导电水凝胶很难完全满足应用需求。另一方面,随着纳米技术在纤维素科学领域的发展,纳米纤维素以其独特的纳米尺度、高弹性模量、高比表面积、高结晶度、高表面活性等结构和性能优势备受青睐。借助纳米纤维素的纳米增强效应,开发性能优异的纳米纤维素增强复合材料,符合生物质资源高值化利用的发展观点。因此,面向发展可再生资源的需求,立足于解决目前导电水凝胶存在的不足,我们将纳米纤维素与导电水凝胶结合,构建了系列基于纳米纤维素增强的多功能导电复合水凝胶,明确了复合水凝胶的形成机理和构效关系,充分探讨了复合水凝胶在应变传感器、超级电容器等领域的应用可行性。

  报告题目:生物质基高负载柔性电极界面设计及其储能应用

  报告人简介:陈儒维,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师王小慧教授。主要致力于从电极结构设计和电解液设计探讨生物质在水系超电和水系锌电中的应用。以第一作者身份在Energy Storage Materials, Chemical Engineering Journal, Small, ACS Nano, Advanced Functional Materials上发表相关研究论文5篇。

  报告摘要:近年来电子设备对长续航和快速充电的需求极大地激发了对高能量密度和高功率密度储能设备的研发。超级电容器具有高功率密度、长循环寿命等优点,然而低的能量密度限制它进一步地广泛应用。增加电极活性材料负载量有助于降低非活性组分比例和成本,从而提高器件整体的能量密度。因此实现高负载是实现高能量密度和实际应用的关键。不幸地是,当活性材料负载量增加,电子和离子在电极内部传输变得困难,使得电化学动力学急剧恶化,从而影响电极最终的性能。所以如何实现电极在高负载下快速的电子和离子迁移,成为该领域尤其是柔性电极的一个关键难点。本研究中以廉价的木质素磺酸盐为原料,通过牺牲模板法得到氮硫共掺杂的类石墨烯碳材料。进一步地,以氮掺杂多孔界面修饰后的纤维素织物为柔性三维导电框架来原位负载这种类石墨烯碳材料,得到一种纳米带包裹纳米颗粒的石榴状结构。这种独特的石榴状结构能够在高负载时保持多孔性,从而保证电子离子快速迁移,最终实现在高负载下高能量密度。

  报告题目:溶剂对生物质糖转化的影响机制

  报告人简介:林琦璇,1992年生,工学博士,在站博士后,合作导师任俊莉教授。研究方向为植物纤维生物质高效转化,包括植物纤维生物质三大组分的选择性拆解及半纤维素定向转化为功能糖及平台化学品。以第一作者和通讯作者身份在Green Chem、Chem Eng J、ACS Sustainable Chem Eng等期刊上发表学术论文12篇,授权专利3项。主持国家自然科学基金青年项目、广州市基础与应用基础研究项目、华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室开放基金项目、齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术教育部重点实验室开放基金项目。

  报告摘要:木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生资源,其中纤维素和半纤维素属于碳水化合物,可降解为低聚糖、单糖、呋喃及其他的衍生物,广泛应用于各个领域,糖化学转化是生物质精炼过程的重要组成部分。糖化学转化过程中,溶剂占比最大,对原料、催化剂、产物都会产生重要影响,而目前溶剂体系的筛选大多是通过实验进行,根据溶剂性质推测其影响机制,缺乏分子水平的研究,理解糖化学转化过程中的溶剂效应对于优化反应具有重要的指导意义。我们从宏观角度,分析了溶剂对反应物构型、转化率、产物得率、选择性、反应速率、活化能等的影响规律;从分子及微观角度,计算了溶剂分布、催化剂分布、溶剂化自由能、相互作用能、氢键、分子运动轨迹等。最终,通过实验、核磁以及分子动力学等手段,揭示了木糖-to-糠醛、葡萄糖-to-戊糖、糠醛-to-GVL反应过程中溶剂对反应物、催化剂、(中间)产物的影响机制。该研究将为生物质制备小分子化学品的高效制备提供重要的科学依据。

  报告题目:MXene增强的纳米纤维素基高阻隔抗菌复合膜的制备及性能研究

  报告人简介:唐淑玮,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师王小英教授。主要从事纤维素基高阻隔抗菌材料的设计与制备研究。在ACS Nano., Chem. Eng. J., Carbon,Adv. Healthcare Mater., Carbohydr. Polym., Food Chem.等杂志发表SCI学术论文10篇,EI1篇,其中第一/共一5篇,授权专利4项。

  报告摘要:纳米纤维素作为丰富的、天然可降解的生物质材料,是一种理想的生物型塑料,可作为石油基塑料的潜在替代品。但是,纳米纤维素固有的亲水性、低阻氧性以及无抗菌性,限制了其在包装、防污自清洁等领域的应用。为了解决以上问题,我们进行了如下研究:(1)引入二维层状材料MXene,并以其为模板制备零维Ag,利用零维、一维与二维材料交织形成致密“砖浆结构”,赋予纳米纤维素基复合膜超高阻氧、阻氮以及挥发性有机气体选择性阻隔性能,并兼具超高机械性能和抗菌性能;(2)利用纳米纤维素以及MXene的亲水性,采用“双重干燥”的方式,将其劣势变优势,制备具有高阻油性能的纳米纤维素基气凝胶膜,该气凝胶膜的油水分离效果显著,且具有光-化学长效抗菌性;(3)通过层层自组装,以硅烷改性MXene制备超疏水纳米纤维素基复合膜,其具有优异的自清洁防污性能,以及抗黏附与光热循环杀菌的增强抗菌性、低阻力与可控的光热驱动性能。本研究从纳米纤维素固有性能出发,以MXene为增强填料,结合不同制备技术,获得具有高阻隔和抗菌性能的膜材料,不仅拓宽了纳米纤维素的应用领域,也拓展了纳米纤维素与MXene等二维材料的更多可能性。

  报告题目:基于超分子聚合物的3D打印柔性弹性体及其功能化器件的研究

  报告人简介:蔡玲,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师陈广学教授。主要从事3D打印柔性电子及其功能化器件研究。曾获国家奖学金、校长奖学金、中国包装创新奖学金、华南理工大学一等奖学金等。已发表9篇中科院一区SCI论文,两篇EI会议论文,累计影响因子达81.712。共申请中国专利9项,其中有7项已授权,美国专利1项。现受国家留学基金委资助在哈佛大学接受联合培养。

  报告摘要:柔性电子凭借其兼具柔韧与导电的优异性能而被广泛研究。但用于制备柔性电子的柔性导电材料却因为有限的机械性能,一体成型性差,复杂环境下稳定性差,结构设计受限等诸多问题,极大地限制了柔性电子的发展。基于此,本人的相关研究内容从分子结构出发,制备了多种由氢键供体与氢键受体络合而成的可聚合成超分子的预聚物。大量氢键的存在降低了预聚物的Tg,使其不利用任何溶剂即可完成均一的混合,从而完美的规避了有机溶剂挥发造成的污染,水和甘油等溶剂的充斥对机械性能的牺牲以及在高温下失水低温下结冰等问题。除此之外,大量的氢键还降低了聚合反应所需要的活化能,使其可以在简单的紫外激发下即可完成快速聚合。这一完美的性能与可以实现个性化定制的3D打印机相匹配。借助3D打印工艺,我们实现了柔性导电弹性体在点、面、体多维度的拓展。所获得的柔性弹性体可以实现高达93.1% 的紫外透明度,立体多孔结构可完成97%的压缩,有效循环10,000次均可获得稳定电信号。该研究将为未来柔性电子在智能制造领域的多维度应用奠定了坚实的基础。

  报告题目:静电自组装近红外响应二硫化钼@壳聚糖季铵盐/纳米纤维素复合纸用于循环抗菌

  报告人简介:罗碧崇,华南理工大学轻工科学与工程学院在读博士生,导师王小英教授。主要从事壳聚糖基无机复合材料的制备及其在抗菌抗感染领域的应用研究。以第一作者(含共一)身份在J. Hazard. Mater, Nano Res,J. Inorg. Biochem.等化学/材料主流期刊上发表SCI论文5篇。

  报告摘要:纸制用品在日常生活中广泛应用,但由于缺少抗菌活性,纸制品成为了一些疾病的传播媒介。针对此,我们引入近红外光(NIR)响应型二硫化钼纳米片(MoS2),通过壳聚糖季铵盐(QCS)与纳米纤维素静电自组装赋予纸抗菌活性。首先,在超声作用下利用QCS与MoS2之间的强配位剥离和稳定MoS2纳米片,再利用QCS充当的“胶水”角色与纤维素纳米纤维(CNF)之间的静电吸引作用制备MoS2@QCS/CNF复合纸。所得的MoS2@QCS/CNF复合纸具有良好的光热和光动力学活性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭效果均超过99.9%。抗菌过程机理表明是由于MoS2诱导的光热效应加速了细菌谷胱甘肽(GSH)的消耗,产生的活性氧(ROS)破坏了细菌膜的完整性,两者共同作用导致细菌膜丙二醛(MDA)氧化和菌内蛋白质泄漏,从而抑制了细菌的生长。更重要的是,静电自组装纤维网络与光稳定抗菌材料MoS2结合,可以复合纸具有优良的机械强度和循环抗菌性,再经过5次抗菌循环后,其抗菌率仍超过99.9%。MoS2@QCS/CNF复合纸无明显的细胞毒性,表面复合纸在控制细菌传播方面具有潜力。

  欢迎广大师生踊跃参加!

制浆造纸工程国家重点实验室

2022年12月5日