报告题目：二维MXene膜的结构调控及其在分离领域的应用

报   告   人：魏嫣莹 研究员

单  位：华南理工大学

时  间：2023年6月16日（周五）下午 15:00-16:00

地  点：中南大学化学化工学院133报告厅

邀   请   人：韩  凯

主讲人简介：魏嫣莹，华南理工大学化学与化工学院研究员，博士生导师，广东省绿色化学品工程重点实验室副主任。入选洪堡学者，国家优青，科技部重点研发计划青年科学家，广东省杰青，广东省青年珠江学者。围绕化工过程强化与节能减排的国家重大需求，以二维材料膜为主要研究方向，针对二维纳米片的层间结构调控规律及二维膜限域孔道内分子传质规律两大关键问题开展相关应用基础研究。应邀在中美化工会议、中国化工学会年会、全国膜与膜过程学术报告会等做大会报告/特邀报告十余次。以第一或通讯作者身份在Nat. Sustain., Nat. Commun.、Sci. Advances、AIChE J.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.等重要学术期刊上发表SCI论文50篇，合作完成英文专著（Wiley出版）2部，申请中国发明专利42项，授权20项，PCT专利1项，参与制定地方/团体标准 3 项。相关研究成果转化的创业项目获第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国金奖。担任Advanced Membranes 青年编委、Springer及高等教育出版社旗下Front. Chem. Sci. Eng.（中国工程院院刊系列）特邀编辑、Separation and Purification Technology客座编辑；担任全球华人化工学者大会 GCCES 学术委员会委员、中国海水淡化与水再利用学会青年专家委员会委员、中国化工学会过程强化青年委员会委员。

报告摘要：分离过程是化工生产中重要的单元操作，分离过程的成本可占生产总成本的70%以上。新型膜分离技术具有能耗低、效率高、操作简单、生产安全、设备投资及占地少等优势，在化工工业中扮演着越来越重要的角色。然而，传统分离膜普遍存在渗透性和选择性无法同时兼得的现象，如何突破分离性能上限是膜分离领域亟需克服的重要难题。自石墨烯诞生以来，基于新型二维材料的分离膜有望为解决该问题提供新的思路，但关于二维膜的研究仍处于初期阶段，如何精确调控二维膜的纳米孔道结构及理化性质，使之在分离过程中同时具有高渗透性、高选择性、高稳定性仍具挑战。我们将一类表面具有丰富官能团的二维材料MXene作为组装单元，分别在纳米尺度和埃米尺度对二维膜的孔道结构进行调控，提出了自交联、高度有序等结构设计思路，建立了二维膜孔道的精密调控方法，设计制备了系列高性能二维膜，分别应用于气体分离、离子筛分、染料纳米颗粒去除等化工过程，突破了渗透性、选择性、稳定性三项评价指标的同期报道上限，解决了二维膜普遍存在的致命性溶胀问题，同时将理论计算与实验相结合，阐明了二维膜限域孔道内分子传质规律，为设计高分离性能的二维膜孔道提供理论指导。