百欧林 Mar 28, ’36 < 20200528

用户研究掠影|加州大学伯克利分校米宝霞教授

瑞典百欧林始终以“共同进步(Progress together)”为宗旨,持续为前沿科学家提供专业的技术与应用支持,并与用户一起探讨实验解决方案和创新科技研发思路。在此过程中,我们不断地收集并学习百欧林众多用户的创新性工作,我们也非常乐意与您分享他们的研究成果!

瑞典百欧林将陆续推出百欧林用户及其工作介绍,本期我们介绍的是加州大学伯克利分校米宝霞教授

米宝霞教授先后获美国国家科学基金会杰出青年教授奖、美国华人环境科学与工程领域青年教授奖,美国工程院青年论坛特邀报告,Hellman Fellow等。其研究团队主要从事膜污染控制、膜表面改性、新型膜材料制备以及超滤、纳滤、正渗透等水污染控制技术等方面的研究。相关研究得到了美国国家科学基金会,美国国家环境保护署,美国能源部,美国国家水研究所和美国膜技术协会等机构的资助,多篇研究成果发表于Science、ACS Nano、Environmental Science & Technology、Water Research、Journal of Membrane Science等专业领域高水平期刊,论文总引用率超过5400余次。

 研究方向:

  • 新型二维纳米材料膜在饮用水净化,废水回用和海水淡化等领域的应用

这项研究利用了氧化石墨烯(GO),二硫化钼(MoS2), 二维沸石(zeolite)等二维纳米材料的特殊物化性能来合成一种全新的多层水净化膜,并对现有膜进行表面改性以实现出色的分离性能。该项研究旨在确定和优化控制二维纳米材料膜水通量和选择性的关键参数,阐明纳米材料的催化降解和防污机理,并研究此种新型膜在去除代表性水污染物方面的性能。在该项研究中,米宝霞教授团队创新性的使用了Qsense石英微天平与椭偏仪的联用,研究了二维纳米片层在不同水环境下的层间距,并建立模型阐述了其机理。

  • 利用环境纳米技术以及膜技术去除重金属和有机物

为实现可持续的安全用水,米宝霞教授团队研究了新型二维纳米材料对重金属以及小分子有机物的吸附去除效果。通过使用QSense石英微天平,该研究精确地测量了重金属和小分子有机物在二维纳米材料中的吸附容量以及吸附动力学,揭示了传质机理,运输界面现象及物理化学过程。其中基于MoS2的膜材料作为使用终端设备,可用于去除饮用水中的可溶性铅。

 

  • 基于石墨烯材料的太阳能海水淡化

这项研究旨在开发,测试和研究一种新型的太阳能脱盐系统。与传统分离方法不同,石墨烯材料可以吸收太阳能并转化为热能并将该热传递到其材料孔隙中的水中以促进蒸发。这些多孔的光吸收材料漂浮在水界面上与盐水水体绝缘以防止热量散失,极大地提高了能量转化效率。该研究成果可作为用于紧急和/或供应家庭饮用水,作为高度可持续的净水技术具有广阔的前景。

应用QSense石英晶体微天平发表的部分文献:

  1. Graphene-polyelectrolyte multilayer membranes with tunable structure and internal charge. Carbon (2020), DOI: 10.1016/j.carbon.2019.12.092
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622319313399?via%3Dihub
  2. Swelling characteristics and application of two-dimensional materials on hydrophilic quartz crystal resonant dew point sensor. Sensors and Actuators B (2019), DOI: 10.1016/j.snb.2019.126905
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925400519311049?via%3Dihub
  3. 2D Graphene Oxide Channel for Water Transport. Faraday Discussion (2018), DOI: 10.1039/C8FD00026C
    https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/FD/C8FD00026C#!divAbstract
  4. Understanding the pH-responsive behavior of graphene oxide membrane in removing ions and organic micropollulants. Journal of Membrane Science (2017), DOI: 10.1016/j.memsci.2017.07.005
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376738817301072?via%3Dihub
  5. Understanding Aqueous Stability and Filtration Capability of MoS2 Membranes. Nano letters (2017), DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b02804
    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.7b02804
  6. Swelling of Graphene Oxide Membranes in Aqueous Solution: Characterization of Interlayer Spacing and Insight into Water Transport Mechanisms. ACS nano (2017), DOI:10.1021/acsnano.7b02999
    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b02999
  7. Organic Fouling of Graphene Oxide Membranes and Its Implications for Membrane Fouling Control in Engineered Osmosis. Environmental science & technology (2016), DOI: 10.1021/acs.est.5b03916
    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5b03916
  8. Emerging investigators series: silica-crosslinked graphene oxide membrane and its unique capability in removing neutral organic molecules from water. Environmental Science-Water Research & Technology (2016), DOI: 10.1039/C6EW00070C
    https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/EW/C6EW00070C#!divAbstract
  9. Regenerable Polyelectrolyte Membrane for Ultimate Fouling Control in Forward Osmosis. Environmental Science & Technology (2017), DOI: 10.1021/acs.est.6b05665
    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.6b05665
  10. Novel antifouling surface with improved hemocompatibility by immobilization of polyzwitterions onto silicon via click chemistry. Applied Surface Science (2016), DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.12.081
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016943321503086X?via%3Dihub

更多QSense 耗散型石英晶体微天平技术详情请点击产品页面查看。

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