【Nat Mater：北理工王博/冯霄团队实现膜蒸馏海水淡化新突破】#小柯化学# #小柯机器人# 北京时间2021年7月22日晚23时，北京理工大学的王博教授、冯霄教授团队与中国科技大学王奉超团队合作在Nature Materials上发表了一篇题为“Hydrophilicity gradient in covalent organic frameworks for membranedistillation”的新研究。论文传送门☞https://t.cn/A6fuAzvr
课题组通过引入竞争性可逆共价键合策略，实现了孔道大小和孔内亲疏水环境随深度梯度变化的COFs薄膜的制备，该分离膜展现出超高通量膜蒸馏海水淡化性能。
论文通讯作者是冯霄、王奉超、王博；第一作者是赵爽、蒋成浩、范竞存。
随着全球人口的快速增长和工业的不断发展，淡水资源短缺已经成为亟待解决的全球性问题，海水淡化是解决淡水危机问题的有效途径。在诸多海水淡化技术中，膜蒸馏（MD）技术利用膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力并通过热驱动使得水蒸气穿过多孔的疏水膜材料进行脱盐，在处理高浓度、高污染盐水和利用工业废热等低品位热以及太阳能、地热能方面具有巨大优势。然而，传统聚合物疏水MD膜通量低且面临严重的膜污染和膜浸润等问题，严重限制了膜蒸馏技术的进一步发展。共价有机框架（Covalent organic frameworks，COFs）材料是一类由有机构筑单元通过共价键连接的、具有周期性结构的晶态有机多孔聚合物。COFs材料的高孔隙率、周期性的开放孔道及可功能化等特点使其成为理想的MD膜材料，为新一代MD膜的发展带来了契机。
近日，北京理工大学的王博教授、冯霄教授团队以具有规整贯穿纳米孔道的二维COFs薄膜为基础，通过引入竞争性可逆共价键合策略，实现了孔道大小和孔内亲疏水环境随深度梯度变化的COFs薄膜的制备，该分离膜展现出超高通量膜蒸馏海水淡化性能。中科大王奉超团队利用分子动力学模拟证明了限域纳米孔道中水蒸发的增强效应，为实验结果提供了强有力的理论支撑。
该分离膜实现了超高通量海水淡化。基于竞争性可逆共价键策略的COFs复合膜（COFDT-E18@cPVDF）具有目前报道最高的膜蒸馏海水淡化性能，在保证NaCl截留率为99.99%的同时，通量可达220 Lm-2 h-1，是目前商业MD膜通量的3倍（3.5wt.% NaCl溶液为进料液，测试温度65 oC）。单纯COF分离层（COFDT-E18）理论通量高达1800 L m–2 h–1。垂直贯穿的纳米孔道（3.2 nm）以及较短的传输路径，减小了水蒸气的跨膜阻力，导致通量大幅提升。
梯度纳米孔道精细调控实现高抗污染和抗浸润性能。竞争性可逆共价键策略在COFs薄膜中构建的孔径以及亲疏水梯度赋予膜材料优异的抗污染性能，表面亲水性的提升降低了油性污染物质的粘附。此外，纳米孔内静电排斥作用的增强，延缓了孔壁盐结晶，降低了膜浸润风险，赋予其处理高浓度盐水的能力（17.5% NaCl溶液）与长期运行稳定性。
该分离膜发展了纳米限域蒸发增强效应。分子动力学模拟结果表明液-疏水壁界面处液体层的蒸发能垒要低于液-汽界面中心处的蒸发能垒，导致水在纳米限域孔道中的蒸发量增加，并且蒸发速率表现出与尺寸相关特性，即孔径越小，蒸发速率越快。为验证这一观点，合成了具有不同孔径的COFPT（2.2 nm）和COFTT（1.8 nm）薄膜，两者均展现出较高的通量，分别为235和250 L m–2 h–1（3.5 wt.% NaCl溶液为进料液，测试温度65℃）。
课题组通过引入竞争性可逆共价键合策略，实现了孔道大小和孔内亲疏水环境随深度梯度变化的COFs薄膜的制备，该分离膜展现出超高通量膜蒸馏海水淡化性能。
论文通讯作者是冯霄、王奉超、王博；第一作者是赵爽、蒋成浩、范竞存。
随着全球人口的快速增长和工业的不断发展，淡水资源短缺已经成为亟待解决的全球性问题，海水淡化是解决淡水危机问题的有效途径。在诸多海水淡化技术中，膜蒸馏（MD）技术利用膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力并通过热驱动使得水蒸气穿过多孔的疏水膜材料进行脱盐，在处理高浓度、高污染盐水和利用工业废热等低品位热以及太阳能、地热能方面具有巨大优势。然而，传统聚合物疏水MD膜通量低且面临严重的膜污染和膜浸润等问题，严重限制了膜蒸馏技术的进一步发展。共价有机框架（Covalent organic frameworks，COFs）材料是一类由有机构筑单元通过共价键连接的、具有周期性结构的晶态有机多孔聚合物。COFs材料的高孔隙率、周期性的开放孔道及可功能化等特点使其成为理想的MD膜材料，为新一代MD膜的发展带来了契机。
近日，北京理工大学的王博教授、冯霄教授团队以具有规整贯穿纳米孔道的二维COFs薄膜为基础，通过引入竞争性可逆共价键合策略，实现了孔道大小和孔内亲疏水环境随深度梯度变化的COFs薄膜的制备，该分离膜展现出超高通量膜蒸馏海水淡化性能。中科大王奉超团队利用分子动力学模拟证明了限域纳米孔道中水蒸发的增强效应，为实验结果提供了强有力的理论支撑。
该分离膜实现了超高通量海水淡化。基于竞争性可逆共价键策略的COFs复合膜（COFDT-E18@cPVDF）具有目前报道最高的膜蒸馏海水淡化性能，在保证NaCl截留率为99.99%的同时，通量可达220 Lm-2 h-1，是目前商业MD膜通量的3倍（3.5wt.% NaCl溶液为进料液，测试温度65 oC）。单纯COF分离层（COFDT-E18）理论通量高达1800 L m–2 h–1。垂直贯穿的纳米孔道（3.2 nm）以及较短的传输路径，减小了水蒸气的跨膜阻力，导致通量大幅提升。
梯度纳米孔道精细调控实现高抗污染和抗浸润性能。竞争性可逆共价键策略在COFs薄膜中构建的孔径以及亲疏水梯度赋予膜材料优异的抗污染性能，表面亲水性的提升降低了油性污染物质的粘附。此外，纳米孔内静电排斥作用的增强，延缓了孔壁盐结晶，降低了膜浸润风险，赋予其处理高浓度盐水的能力（17.5% NaCl溶液）与长期运行稳定性。
该分离膜发展了纳米限域蒸发增强效应。分子动力学模拟结果表明液-疏水壁界面处液体层的蒸发能垒要低于液-汽界面中心处的蒸发能垒，导致水在纳米限域孔道中的蒸发量增加，并且蒸发速率表现出与尺寸相关特性，即孔径越小，蒸发速率越快。为验证这一观点，合成了具有不同孔径的COFPT（2.2 nm）和COFTT（1.8 nm）薄膜，两者均展现出较高的通量，分别为235和250 L m–2 h–1（3.5 wt.% NaCl溶液为进料液，测试温度65℃）。
【纤维素重登JACS！低温常压限域化学转变从生物质中直接提取导电纳米纤维素】#浙江理工大学#
纤维素是一种丰富的天然生物聚合物，可以从植物和细菌中提取，是一种重要的可再生材料，它具有柔韧性、亲水性、可降解性、丰富的表面化学成分。然而，纤维素在能源、电子、太阳能电池和催化等领域遇到了挑战，因为它本质上是不导电的。使纤维素导电是研究人员热衷的领域，第一个最直接的方法是将纤维素碳化为碳材料，其不友好的地方在于，现有的方法不能满足安全和碳中和的要求。另一类使纤维素材料导电的方法是通过静电吸附、共价复合和交联等方式与导电材料复合。这类方法避免了碳化过程，但其复合结构的连续性不能完全保证，相分离也不能避免。关于 "导电纤维素"的研究论文数量每年都在迅速增加，从2011年的每年几百篇到2020年的每年八千多篇，但它们使用的方法基本上都是上述的类型。提出一种能够控制能源成本的安全和环保的化学反应策略是迫切需要的。
基于此，浙江理工大学王端超博士（第一作者）、余厚咏特聘教授（唯一通讯作者）在材料及化学领域国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society（JACS）上发表题为《Confined Chemical Transitions for Direct Extraction of Conductive Cellulose Nanofibers with Graphitized Carbon Shell at Low Temperature and Pressure》的文章，浙江理工大学为唯一通讯单位，此论文基于该课题组多年在生物质纳米纤维素提取领域的探索和积累（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 24, 20755–20766；ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 27, 24435–24446），报道了一种创新性的在低温和常压下从各种生物质中直接提取本征导电纤维素纳米纤维（CNFene）的突破性成果，仅需90℃即可将纤维素纳米纤维（CNF）外层限定范围内的分子链转化为高度石墨化的碳外壳（图1），副产物是可自下而上的组装出大面积的扭转石墨烯膜。
这个首次发现有两个标志性成果，一是创新的限域脱水碳化化学策略—Confined DC，这个新的限域转化策略比传统的马弗炉、管式炉碳化要节能86%以上；二是全新的纤维素导电结构—CNFene，使纳米纤维素被提取出来的同时具有了高导电性。这也是近5年来JACS上刊出的唯一关于纳米纤维素的研究论文，对此领域而言来之不易。
纤维素是一种丰富的天然生物聚合物，可以从植物和细菌中提取，是一种重要的可再生材料，它具有柔韧性、亲水性、可降解性、丰富的表面化学成分。然而，纤维素在能源、电子、太阳能电池和催化等领域遇到了挑战，因为它本质上是不导电的。使纤维素导电是研究人员热衷的领域，第一个最直接的方法是将纤维素碳化为碳材料，其不友好的地方在于，现有的方法不能满足安全和碳中和的要求。另一类使纤维素材料导电的方法是通过静电吸附、共价复合和交联等方式与导电材料复合。这类方法避免了碳化过程，但其复合结构的连续性不能完全保证，相分离也不能避免。关于 "导电纤维素"的研究论文数量每年都在迅速增加，从2011年的每年几百篇到2020年的每年八千多篇，但它们使用的方法基本上都是上述的类型。提出一种能够控制能源成本的安全和环保的化学反应策略是迫切需要的。
基于此，浙江理工大学王端超博士（第一作者）、余厚咏特聘教授（唯一通讯作者）在材料及化学领域国际顶级期刊Journal of the American Chemical Society（JACS）上发表题为《Confined Chemical Transitions for Direct Extraction of Conductive Cellulose Nanofibers with Graphitized Carbon Shell at Low Temperature and Pressure》的文章，浙江理工大学为唯一通讯单位，此论文基于该课题组多年在生物质纳米纤维素提取领域的探索和积累（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 24, 20755–20766；ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 27, 24435–24446），报道了一种创新性的在低温和常压下从各种生物质中直接提取本征导电纤维素纳米纤维（CNFene）的突破性成果，仅需90℃即可将纤维素纳米纤维（CNF）外层限定范围内的分子链转化为高度石墨化的碳外壳（图1），副产物是可自下而上的组装出大面积的扭转石墨烯膜。
这个首次发现有两个标志性成果，一是创新的限域脱水碳化化学策略—Confined DC，这个新的限域转化策略比传统的马弗炉、管式炉碳化要节能86%以上；二是全新的纤维素导电结构—CNFene，使纳米纤维素被提取出来的同时具有了高导电性。这也是近5年来JACS上刊出的唯一关于纳米纤维素的研究论文，对此领域而言来之不易。
《甘肃力盖工程机械有限公司 - 匠心人才网》中国龙工控股有限公司，系由第十一届、十二届全国人大代表、全国劳动模范、中国特色社会主义事业建设者李新炎先生于1993年在福建龙岩创立的一家大型工程机械制造企业；2005年率中国工程机械行业之先在香港联交所主板上市（股票代码：HK03339）；位列全球工程机械50强。
龙工（甘肃）叉车有限公司是中国龙工控股有限公司的全资子公司，自上市以来龙工叉车以其优良的品质和出众的性价比迅速占据了市场，营销网络和产品用户已遍布全国，现有各级代理商、服务商六百余家。 公司现有蓄电池叉车、内燃中小吨位叉车、内燃大吨位叉车三条总装线,及结构件涂装线、平衡重涂装线、零部件喷粉线等三条涂装线，结构件与零部件全部采用先进的数控切割机、激光切割机、大型数控立式加工中心、数控五面体加工中心、焊接机器人等。
先进设备加工制造，是国内外同行中设备较精良的企业。公司现有内燃叉车、蓄电池叉车、仓储叉车等三大系列近两百多个品种，产品技术含量高，性能稳定，性价比高。公司先后通过ISO9001质量管理体系认证及CE、GOST等产品认证。由美国工业杂志《现代物流搬运》（Modern Mater Handling,MMH）统计，推出的“2017年全球叉车20强叉车供应商排行榜”，龙工叉车综合排名前13位。国内市场占有率连续几年同行业排名前三位。
龙工叉车将始终坚持“销售代理制”这“一大原则”，不断强化“质量、服务、性价比”这“三大优势”，构建起遍布全国的龙工叉车营销服务网络，与广大代理商进一步加强合作，共同打造龙工叉车“一小时销售·服务圈”，龙工叉车依照龙工董事局制定的《“二轮创业”发展纲要》和《“二五”发展规划》，专心专注做好叉车，力争早日成为叉车行业的领军企业；确保年两位数复合增长的总体目标和工作要求，实施“国际化定位、跨越化发展”的战略，为繁荣国内外物流市场和推动叉车行业的进步与发展提供强劲的动力！,公司简介https://t.cn/A6fjxLp9
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