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哈工大马军院士团队Nature子刊,新型水处理膜抗污性能大突破,通量衰减仅 14.2%!
碳谷公众号 / 时间:2025-08-07 13:15:48

            哈尔滨工业大学马军院士和吕东伟教授携手开发了一种用于水处理膜的创新表面修饰策略,该方法利用由亲水性环糊精(CD)与低表面能聚二甲基硅氧烷(PDMS)组装而成的螺纹型超分子结构。

该超分子构型在膜表面构建了动态的亲水与低表面能异质微区,从而增强了膜的协同抗污-释放抗污机制。

            与传统膜材料相比,该改性膜在抗污染性能方面表现出显著优势,特别是在低切向流条件下解决了传统膜抗污能力受限的关键问题。

            在静止环境中,CDs 的布朗运动维持了微区的动态活性,有效抑制污染物的积聚;而在存在切向水流时,动态微区间的相互作用被进一步放大,加速了污染物的脱附。

CD 沿 PDMS 链段的穿套结构有效防止了 PDMS 聚集引起的水通道堵塞,同时借助 CD 的动态运动性促进水分子的传输。

            在以初始通量为 550L·m⁻²·h⁻¹、搅拌速率为 60rpm 的条件下分离牛血清白蛋白溶液时,该膜的通量衰减仅为 14.2%,显示出优异的抗污染性能和透水性。

            马军,男,汉族,1962年出生;中国工程院院士、哈尔滨工业大学环境学院教授/博士生导师,城市水资源开发利 用(北方)国家工程研究中心主任、城市水资源与水环境国家重点实验室饮用水安全学术带头人。获评国家级高层次人才,国务院学科评议组成员,国际水协会IWA水与纳米委员会理事,国际臭氧协会(欧亚澳非区组)理事,美国土木工程学会(ASCE)期刊、Advanced Oxidation Technology期刊和Applied Water Science期刊等的副主编、国际水协水厂设计与运营管理委员会主席,国际水协会刊Water Research副主编,美国化学会会刊ES&T Engineering 副主编,国家级有突出贡献的中青年专家,英国皇家化学会会士,国际水协会士,入选国家教育部跨世纪优秀人才计划,被评为做出突出贡献的优秀留学回国人员。

           长期从事饮用水安全保障工作。为饮用水安全保障理论与技术发展做出突出贡献。 1993年获国际“居里夫人”一等博士后科学基金,1998年获国家杰出青年科学基金,第二批“国家级高层次人才”特聘教授,首批入选国家“国家级高层次人才”一、二层次人才和跨世纪优秀人才计划;首批全国优秀博士后;国家级有突出贡献的中青年专家,享受国务院特殊津贴。获得国家技术发明二等奖2项(均排名第一)、国家科技进步三等奖(第二完成人)、获黑龙江省自然科学一等奖、技术发明一等奖共3项(第一完成人)、“国家级高层次人才”成就奖(2007年工程科学奖单一获奖人)、2006年中国青年科学家奖(全国十人获奖,工程界两名获奖人之一)、中国青年科技奖、2015年获黑龙江省自然科学一等奖(第一完成人)、英国皇家化学会“Sustainable Water Award”(可持续发展水奖,2016年全球单一获奖人,首位获此奖项的中国学者)、美国化学会(ACS)在2017年将“水和废水处理氧化、纳米颗粒和膜技术会议”的副标题列为 “In honor of Professor Jun Ma",表彰他取得的学术成就与贡献。2018年“过硫酸盐高级氧化水质净化理论与方法”获教育部自然科学二等奖(排名第一)、2019年“基于新生态微界面特性的强化水处理技术”获黑龙江省科学技术一等奖(排名第一)2020年获全国先进工作者、工信部抗疫先进个人荣誉称号。先后承担国家科技部863项目、973子项目、国家十一五水专项子课题 以及一批省部级重点项目和多项国际合作项目。

            主持国家课题20余项,培养百余名硕士生、博士生。其中2名获全国百篇优秀博士论文奖、2名获全国百篇优秀论文提名奖。指导的学生中有1人获Morgan Early Career Award (2020年全球唯一获奖人),1人获美国国家环保署(EPA)Early Career Award(全美三位获奖者之一),3人获国家级 青年人才。授权发明专利170余项,获美国专利6项。发表SCI论文300余篇,在IF6.0以上期刊发表论文200余篇,Nature Index期刊论文153篇,论文引用频次43864次,H因子120。

             吕东伟是哈尔滨工业大学环境学院教授、博士生导师,主要从事无机膜法水处理、污水资源化与海水淡化研究。他于2016年6月获哈尔滨工业大学市政工程博士学位,期间2013年3月至2014年8月在阿卜杜拉国王科技大学进行联合培养博士研究 [1] [4]。2024年晋升为教授后,主持国家重点研发计划青年科学家项目,致力于功能无机膜技术在农村饮用水安全领域的应用 [7]。其团队在陶瓷膜界面作用机制、石墨烯膜海水淡化等领域取得多项突破性成果,相关研究发表于《先进材料》《环境科学与技术》等期刊 [2] [4] [6]。教学方面主讲本科生课程《无机膜水处理技术与过程强化》,并指导学生获"双碳"创新与创意大赛一等奖 [5]。