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中國科大劉江濤教授團隊 ACS Nano:調控自支撐共價有機框架薄膜實現一價陽離子篩分
2024-09-30  來源:高分子科技

  日益增長的對能儲材料的需求使得從鹽湖、鹵水和海水中提取一價陽離子變得更為迫切。特別是對鋰電池的需求不斷增長,激發(fā)了科研工作者們對從含有K+,Na+,Li+或Mg2+的離子混合體系中提取Li+的興趣。Li+和Mg2+的尺寸和電荷差異明顯,眾多可實現Li+/Mg2+有效分離的工作已被報道。然而,相同的價態(tài)、亞納米級的離子尺寸,以及不同一價離子之間的埃級差異(<2 ?),使得從一價陽離子混合體系中提取Li+成為最具挑戰(zhàn)性的課題之一。目前最先進的材料展現出相對較低(<5)的Li+/Na+和Li+/K+分離因子,這遠不能令人滿意。


圖1 界面聚合過程中溶劑影響自支撐COF膜的合成和篩分性能


  近期,中國科學技術大學環(huán)境科學與工程系劉江濤教授團隊通過界面聚合溶劑調控從相同的醛和氨單體制備了兩種不同的自支撐共價有機框架(COF)薄膜(圖1)。調控COF孔通道從隨機排列變?yōu)榇怪迸帕,COF膜的分離精度得到極大提高。亞納米孔徑,垂直孔通道,優(yōu)異的孔環(huán)境和柔韌性,本研究首次將自支撐COF膜的應用拓展至一價陽離子篩分領域并成功實現鹽湖提鋰。


  在限域通道內,歸因于孔口篩分作用和孔內的離子-通道壁相互作用(圖2),具有垂直排列的孔通道和微米級堆積厚度的COF膜可助力Li+快速傳輸,Li+/K+和Li+/Na+的選擇性分別可達38.7和7.2。該研究不僅揭示了溶劑調控COF膜取向和層堆疊的機制,而且為開發(fā)Li+離子富集膜提供了有力方向。該工作以“Covalent Organic Framework Membranes with Regulated Orientation for Monovalent Cation Sieving”為題發(fā)表在《ACS Nano》上。文章第一作者是中國科學技術大學博士生孫倩。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家青年人才計劃、國家自然科學基金、雙一流中央高校科研基金等項目的支持。


圖2Li+在COF亞納米級限域通道內選擇性的快速傳輸機理


  原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c10558


【中科大海優(yōu)團隊招副高+博士后】


一、崗位待遇

  (1)特任副教授/副研究員:待遇一事一議

(2)博士后“墨子”一等資助:年薪≥36萬

博士后“墨子”二等資助:年薪≥26萬

(3)中科院特別研究助理:中科院資助60萬,學校匹配20萬,可用于薪酬發(fā)放、科研及訪問交流等支出

(4)國家博士后創(chuàng)新人才計劃:國家資助63萬元/2年,40萬元為日常經費,20萬元為科研經費,3萬元為國際交流經費

(5)【中德博士后項目】【香江學者計劃】【澳門青年學者計劃】在博后待遇基礎上累積

(6)博士后出站可申請轉副教授/副研究員,獲得國家優(yōu)秀青年科學基金可轉特任教授?墒褂眯鹊囊幌盗懈咚窖芯科脚_(如國家同步輻射實驗室、合肥微尺度國家實驗室、中科院城市污染物轉化重點實驗室等)迅速開展工作,取得學術成果。

(7)子女入學:子女入讀中科大附屬幼兒園-小學-初中-高中(安徽省頂尖教育質量)。

(8)住房保障:學校提供人才房,價格遠低于市場價,精裝修+產權;另外學校過渡住房(兩室一廳帶全套家具),若在校外租房,學校提供租房補貼。


二、崗位要求

專業(yè)背景包括但不限于:有機化學、無機化學、高分子化學與物理、環(huán)境科學與工程等,有分離膜科學與技術相關經驗,在膜領域內公認期刊已發(fā)表過英文文章,有良好的團隊合作精神,符合中國科學技術大學博士后管理的規(guī)定。另每年招收多名博士、碩士、聯培生、課題生、留學生等。


三、團隊介紹

劉江濤,博導,特任教授(海外引進國家高層次人才+中科院人才計劃入選者),課題組研究方向聚焦于新型分離膜材料在環(huán)境生態(tài)、能源資源、生命健康等領域的基礎和應用研究,包括二維共價有機框架材料COF、金屬有機框架材料MOF、多孔材料POC/PAF/HOF/PIM/HOF等,廣泛用于碳捕集碳中和、海水淡化、污水處理、霧霾凈化、油水分離、血液凈化、氣體CO2分離等領域。目前發(fā)表文章有Science子刊Science Advances (3篇), 材料領域期刊Advanced Materials (3篇), Angew, ACS Nano(2篇), Journal of Materials Chemistry A, 膜分離領域期刊Journal of Membrane Science, 環(huán)境領域期刊Environmental Science & Technology, Journal of Hazardous Materials等,申請專利10項,其中已獲授權專利8項。目前擔任Advanced Membranes, Carbon Capture Science & Technology(CCST)青年編委等職務。

課題組網站https://www.x-mol.com/groups/liu_jiangtao/people

環(huán)境系網頁http://ese.ustc.edu.cn/2021/0624/c26804a514296/page.htm


.應聘方式

符合上述條件的應聘人,請將個人簡歷發(fā)送至郵箱jiangtaoliu@ustc.edu.cn(郵件題目注明“姓名-畢業(yè)院校-應聘副高/博士后”)

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(責任編輯:xu)
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