(一) 团队学术带头人简介 

仲崇立 教授

 

    仲崇立,教授,博士生导师,长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者,入选人事部百千万人才培养计划、国务院享受政府特殊津贴专家及天津市杰出人才。1993年获北京化工大学工学博士学位,19954月至19985月任日本广岛大学助理教授,19986月至19998月任荷兰Delft University of Technology博士后研究员,19999月至201712月任北京化工大学教授,20181月至今任天津工业大学教授,化学与化工学院院长。曾任国家自然科学基金项目会评专家、科技部“973计划项目复评专家。长期从事面向化工、环境与能源等领域应用的纳微结构材料的分子设计、合成与性能研究,主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点、973项目课题等项目10余项。出版专著2部,在Chem. Rev., Nature Mater., Nature Commun., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., AIChE J.等刊物发表SCI收录论文300余篇,获授权国家发明专利7件,软件著作权2件,获7项科技与人才奖励。

 (二)团队基本简介 

    先进纳微结构材料创新团队主要从事基于材料基因组学的新型吸附分离材料、膜分离材料、催化材料和新能源材料与器件等的分子设计与制备研究,形成了计算与实验一体化,基础与应用相结合的研究模式,服务于化工、能源、环境、材料等领域重大问题的解决。本实验室现有教师12人,其中长江学者/杰青1,包括正高级职称5人,副高级职称3人,中级职称4人。

  团队主要研究方向:

   一、分子模拟与计算

       1. 材料基因组学指导下的新材料设计

       2. 非均相催化机理研究及催化剂设计

       3. 纳微结构材料分子模拟与构效关系建立

   二、功能材料制备与应用

       1. 面向化工分离的新型功能化吸附剂设计与制备

       2. 新型非均相催化剂的设计与制备

   三、膜材料制备

       1. 大面积超薄膜制备及分离应用

       2. 新型复合膜制备及应用

   四、新能源材料与器件

   1. //多价离子电池,锂硫电池新材料的开发

   2. 柔性固态电解质膜的制备及储能研究

(三)团队成员简介 

    梅东海,教授,博士生导师。1996年获中国石油大学工学博士学位,19991月至20064月任美国弗吉尼亚大学研究科学家,20065月至201810月任美国太平洋西北国家实验室研究员。201811月至今任天津工业大学教授。曾应邀担任美国自然科学基金、美国化学协会石油研究基金、美国能源部基础能源办公室,能源有效和再生能源办公室研发基金项目评审。应邀任Science, Nature Commun., Nature Mater., J. Am. Chem. Soc.等顶级专业期刊审稿人。作为大会分会主席及共同主席, 组织了多个国际学术会议,并作邀请报告20余次。长期从事计算材料学研究,主要利用理论方法和先进的计算技术,对多孔材料的物理化学性质、结构稳定性以及催化反应动力学进行研究,揭示相关科学问题/过程的机理,指导材料的设计与制备,并取得了一系列创新性的研究成果。在Science, Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., ACS Catal., Chem. Mater., AIChE J.等刊物发表SCI收录论文130多篇,其中影响因子10.0以上论文10多篇,总引用5500多次,高引用指数H=40 

    黄宏亮,副研究员,硕士生导师。入选“天津工业大学杰出青年人才支持计划”和天津市“131”创新型人才培养工程第二层次人才。20146月获北京化工大学化学工程与技术博士学位,20146月到201710月任北京化工大学师资博士后、讲师,201711月至今在天津工业大学任副研究员。主要研究方向为:针对气体吸附分离、水处理、催化等化工新材料设计和制备以及相关的理论计算研究。主持国家自然科学基金项目2项。目前,共发布SCI论文80余篇,其中第一作者/通讯作者38篇,包括Nature Commun. (2)Environ. Sci. Technol., J. Mater. Chem. A等一区论文11篇,4篇论文被选为ESI highly cited papers,论文他引1800多次,H-index 28。申请专利8项,授权3项。获得中国石油与化学工业联合会科技进步一等奖一项。

    乔志华,研究员,硕士生导师,入选“天津工业大学杰出青年人才支持计划”。20156月获天津大学化学工程专业博士学位,20157月到20186月天津大学博士后,20187月至今在天津工业大学任助理研究员、研究员。主要研究方向为面向化石能源清洁高效利用和节能减排等国家重大需求的大面积超薄膜的制备研究,取得了一些具有较大原创性的成果,以第一作者发表在Nature Mater.Angew. Chem. Int. Ed.AIChE J.J. Membr. Sci.等国际著名期刊上。

    阮艳莉,教授,硕士生导师。20063月获天津大学博士学位,20064月至201812月任天津工业大学讲师、副教授,20168月至20178月任美国劳伦斯伯克利国家实验室访问学者,201812月至今任天津工业大学化学与化工学院教授。主要研究方向为:1. 新能源材料与器件,包括锂、钠离子电池,锂硫电池等体系新材料的设计、开发、合成及性能研究;2. 功能膜材料,包括有机无机复合隔膜、固体电解质膜材料的制备及电化学性能研究3. /纳材料电催化。近年来,作为主要完成人完成国家自然科学基金4项,省部级项目2项,横向到账经费逾百万。发表SCI论文20余篇,其中以第一作者/通讯作者在电化学领域知名期刊J. Power Sources, Electrochim. Acta, Electrochem. Commun.等上发表论文8篇。

    潘杰,教授,硕士生导师。20104月获新加坡国立大学化学工程专业博士学位,201010月至今在天津工业大学任副教授。主要研究方向为抗癌纳米制剂、生物材料、纳米医学研究,共发表23SCI论文,例如Nature Commun., Adv. Funct. Mater., Biomaterials, ACS Appl. Mater. Interfaces, AIChE J.Chem. Commun.等国际著名期刊上。

    李颖,副教授,硕士生导师,入选“天津市131创新型人才培养工程第二层次人选”。201011月获哈尔滨工业大学化学工程与技术专业博士学位,20133月到20172月哈尔滨工业大学博士后,20113月至今在天津工业大学任讲师、副教授,20174月至20183月美国犹他州立大学访问学者。主要研究方向为功能碳材料和功能MOFs复合材料在催化及传感领域的应用。主持国家基金1项,天津市自然科学基金1项。取得了一些研究成果,发表SCI收录论文20余篇,授权专利2项。 

    黄艳凤,副教授,硕士生导师。2010年获南开大学分析化学专业博士学位,20115月至今在天津工业大学任副教授,2018220188月美国弗罗里达国际大学访问学者。主要研究方向为基于MOFs复合材料的有机污染物的分离检测及催化。主持国家面上基金项目1项,天津市自然科学基金2项。取得了一些研究成果,发表SCI收录论文12篇,授权专利6项。 

    刘鹏,讲师,硕士生导师。20136月获南开大学化学专业博士学位,20137月至20157月在南开大学从事博士后研究,20157月至今在天津工业大学任讲师。研究领域包括分子机器的计算化学研究,以及针对基于MOF/COF的单原子催化机理的理论研究。目前,主持国家自然科学基金青年基金一项。以第一作者和通讯联系人发表SCI论文11篇,其中包括Chem. Sci., J. Phys. Chem. Letter一区论文2篇。

    孙玉绣,讲师。20077月于北京化工大学理学院获得应用化学专业博士学位,201111月到20156月在北京工业大学材料科学与工程专业从事博士后研究,201810月至今在天津工业大学任讲师。主要从事MOF多孔材料以及膜材料的制备研究。近年来一直从事薄膜的制备与性能研究相关工作,作为第一作者先后在Adv. Mater., J. Mater. Chem. AACS Appl. Mate. Interfaces等国际著名期刊上发表论文多篇,作为负责人主持并完成国家自然科学基金青年基金1项,主持完成天津市科委面上项目1项。

    张政清,助理研究员。20172月获韩国釜山大学纳米融合技术专业博士学位,20173月到20192月韩国釜山大学纳米融合技术部博后,20193月至今在天津工业大学任助理研究员, 主要从事单层分子膜生长机理和超疏水表面设计的研究(分子模拟),并以第一作者在Nanoscale, J. Phys. Chem. C, Phys. Chem. Chem. Phys.Langmuir等国际期刊上发表。

    郭翔宇,师资博士后。20176月获北京化工大学化学工程与技术博士学位,20177月至今在天津工业大学从事博士后研究。主要研究方向为以化工分离应用为导向的新型MOF基复合膜的制备,以第一作者在AIChE J.Chem.  Eng. Sci.J. Membr. Sci.等化工及膜分离领域TOP期刊上发表了系列研究工作。

    杨帆,讲师。20176月获北京工业大学应用化学博士学位,20177月至20197月在北京化工大学从事博士后研究。2019年入选“天津工业大学杰出青年人才支持计划”。主要研究方向为基于能源化工的离子导电型MOF电解质材料的制备及应用研究,以第一作者在Nature Energy(封面文章、ESI高被引、热点文章)、Cryst. Growth Des.J. Mol. Catal. A-Chem. 等期刊上发表系列研究工作。

(四)团队标志性成果  

 1.界面诱导的超薄多孔膜的大面积制备

    利用富含氨基的聚合物、含羧基和氯原子的小分子和金属离子合成了一系列界面相容性良好的金属诱导微孔聚合物,并利用这类聚合物通过界面层诱导作用制备了大面积超薄多孔膜。这类膜的面积大于100 cm2,最薄分离层厚度不高于50 nm,膜在低压下具有优异的CO2/N2渗透选择性能,有望应用于烟道气CO2捕集领域。相关工作发表在Nature Materials期刊(Nature Mater., 2019, 163–168)。

金属诱导微孔聚合物MMP-1的框架结构与CO2分离性能

 2.材料基因组学指导的COF材料构筑

        提出了“仿化学反应”划分COF材料基因的学术思想,并通过概念创新和计算构筑方法创新,提出含反应位点信息的遗传结构单元新概念和开发出基于似反应连接组装算法的高通量构筑方法,在此基础上建立了相应的基因库和包含约47万种材料的庞大数据库,并利用其中的四个材料作为概念验证示例进行了定向合成,成功地证明了所建立基因组学方法论的有用性和可靠性。本工作不仅为高通量材料构筑提供了有用的方法和工具,而且可为如何利用材料基因组学思想进行新材料开发给予借鉴,有助于材料研发模式的变革,使材料开发更环保和高效。相关工作发表在Nature Communication期刊(Nature Commun., 2018, 9, 5274)

高通量COF材料构建方法

 3. MOF基金属离子阱材料的设计制备

通过甲酸基取代,将金属离子螯合剂EDTA分子引入到MOFMOF-808)中的方法,获得了适用于多种金属离子高效捕获的新型吸附材料。对于20余种金属离子的吸附和穿透试验表明,其具有很强的重金属吸附能力,脱除率均达到了99%以上(Nat. Commun. 2018, 9, 187)。同时,该金属离子阱材料也可用于单原子催化剂和尺寸可控的金属团簇催化剂的制备。

重金属离子阱材料的设计合成示意图