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课题组简介
 
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刘会洲
刘会洲,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所学位委员会主任,绿 详细>>


张锁江
张锁江,博士,博士、研究员。绿色过程与工程院重点实验室副主任,现任中科 详细>>


齐涛
齐涛,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所,所长助理。湿法冶金 详细>>


杨超
杨超,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所、中科院绿色过程与工 详细>>


杨传芳
杨传芳,研究员,博士,博士生导师,课题组长,千人计划专家。纳米工程污染 详细>>


李志宝
李志宝,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


张光晋
张光晋,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


李会泉
李会泉,研究员,博士生导师。现任中国可持续发展研究会理事,中国生态学会 详细>>


曹宏斌
曹宏斌,研究员,博士生导师,过程污染控制环境工程研究中心主任,重点从事 详细>>


郑诗礼
郑诗礼,研究员,博士生导师,现任湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主 详细>>


张香平
张香平,研究员,博士生导师、中国化工学会信息技术应用专业委员会委员、中 详细>>


朱廷钰
朱廷钰,研究员,博士生导师,现任中科院过程污染控制环境工程研究中心副主 详细>>


张亦飞
中国科学院过程工程研究所研究员,博士生导师,复杂资源利用先进技术课题组 详细>>


郭晨
郭晨研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所研究员,发表SCI期刊 详细>>


刘庆芬
刘庆芬,研究员,在中国科学院过程工程研究所获博士学位,中国科学院过程工 详细>>


吕兴梅
吕兴梅,研究员,硕士生导师,主要研究方向:基于离子液体的生物质利用与高 详细>>


张海涛
张海涛,研究员,博士,2011年入选中国科学院过程工程研究所&ldqu 详细>>


段东平
段东平,研究员,中国科学院绿色过程与工程重点实验室资源利用及装备优化集 详细>>


阮仁满
阮仁满,研究员,2011年获得中南大学生物工程专业博士学位,在北京有色 详细>>


张广积
张广积,博士,研究员,硕士生导师,博士生期间参与完成国家自然科学基金重 详细>>
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杨传芳组

课题组名称:                纳米工程污染控制技术与方法

课题组简介
 

在过去三十几年里,中国的经济发展取得了举世瞩目的成就。 然而,据世界银行估计, 发展过程中所造成的空气和水的污染, 使中国每年所付出的经济代价约占国民总产值的3.5-8%, 因此污染就成为国家持续发展的瓶颈。以水为例,中国是一个贫水的国家,人均拥有水量为世界平均值的四分之一,而且储水量在逐年递减,耗水量则逐年上升。当原油价格上涨时,我们抱怨,然而可再生能源可以替代从化石而来的燃料, 而水和油不一样,不可再生和替代。换句话说,水的匮乏及污染问题日趋严重,将很快超过油的问题。因此改善水质、提高污水处理能力、以及有效利用和保护水资源已经成为一个迫切需要解决的战略问题。而能否从水相环境中快速、有效、经济地去除有毒污染物就变成一个重要的技术挑战。传统的污水处理技术(如絮凝和沉降)已不能满足更严格的指标要求,而纳米技术将在这方面发挥十分重要的作用。一个以环境保护为目的并且正在快速兴起的研究领域就是研制新的纳米材料,赋予它们更多的对金属及其它污染物的选择性,更好的亲和性和更大的负荷量, 用于对污染物的清洁处理。此外,膜在水处理方面的应用已经越来越广泛,特别是微滤、纳滤和反渗透。但是它们在应用过程中有一定的局限性,例如,流动阻力大、选择性差、膜结垢严重、或者是膜材料体系兼容性差等。对于水不是连续相的非水液体体系而言(如油包水乳液),水本身通常是要被去除的污染物。比如,采油过程中乳化到油里的水或者进入燃料油里的水,必须被高效低成本地分离,以提高采油率或者保护发动机,从而减少原油损失,或减少机动车辆尾气中的污染物排放量。针对以上背景,本课题组将以绿色化学和过程为基础,制备高选择性的功能纳米材料,并进一步以纳米工程的方法,将其与膜材料或膜技术结合,形成多孔复合材料,用于液体中的污物处理, 达到减排环保和资源再利用的目的。
研究背景:
现代工业革命在强调技术创新、追求高效率高利润的同时,着眼于可持续发展战略,以合理的资源开发、高效的能源利用、以及尽可能小的环境污染代价,来改善人类的生活与工作条件,并考虑人类与自然界的和谐并存。
然而,在现实当中,已有的工业过程在制造产品和能源并将其利用的同时,已经并且持续不断地造成了大气、地表和地下水、土壤的污染。在新的绿色过程及能源工业化以前,有效地清洁治理已有的污染物排放就变得十分重要。此外,污水或废气处理过程产出的毒渣和污浆必须得到妥善管理,以免造成新的污染或污染转移,实现真正意义上的零排放。另一方面,与发动机行业密切相关的燃料油、润滑油和液压油也必须得到有效的清洁,从而使它们在使用过程中不致带来设备磨损,在帮助燃料有效燃烧的同时减少尾气中颗粒及有害有机化合物的排放,控制由此造成的直接威胁人体健康的大气污染。这些液体清洁技术的关键在于实现高效率、大容量、长寿命、以及较小的能源消耗和废物排放。针对这样的目标,近几年来,基于纳米工程的分离清洁技术正在快速兴起,尤其是功能纳米材料以及通过纳米工程所形成的纳米微观结构在分离/过滤领域中的应用。针对这样一种背景,杨传芳研究员创建了纳米工程污染控制技术与方法团队,确立了以下的研究范围:
研究对象:液体中的污染物清洁:包括水中的重金属分离,胶体颗粒的分离,油水分离,有毒有机化合物的处理;油和有机溶剂中的固体颗粒,悬浮水以及降解产物的分离等。
方法和结果:合成及利用纳米材料的表面功能及所形成的微观结构来有效地提高清洁效率,减少成本,实现过程的绿色化。
研究方向:
A.    纳米清洁技术基础与方法的研究
该方向将主要针对液体中的污染物进行以纳米技术为核心的清洁处理研究。包括水中的重金属分离,胶体颗粒的分离,油水分离,有毒有机化合物的处理;油和有机溶剂中的固体颗粒,悬浮水以及降解产物的滤清及分离等。在此过程中,将利用纳米颗粒和纳米纤维,赋予它们特殊的表面性能,并将它们与膜材料和其它多孔材料结合起来,形成独特的微观结构,用于以上目标污染物的清理。这些问题的共性在于发生于表面和界面的一些现象,包括界面反应,流动,流变性质,表面静电现象和由于流动所引发的电荷积累,界面上的扩散以及到达界面的传质,表面能和表面形貌等。
B. 纳米清洁技术的可行性示范
研究一种包含纳米颗粒或纳米纤维的复合多孔材料的方法,然后用此类材料实现至少一类急需解决的工业污染物的分离和清洁并进行可行性示范。示范工程将与有关企业合作

课题组长简介

课题组长:杨传芳 博士
研究员,博士生导师,千人计划专家
Tel: 010-8254-4976
Email: cfyang@home.ipe.ac.cn
纳米工程污染控制技术与方法研究组组长。在1986、1989 和1992 年分别获得大连理工大学化学工程专业学士、硕士和博士学位。1992-1994年于中国科学院过程工程研究所从事博士后研究工作,师从陈家镛先生。1994-1998年任该所副研究员,研究方向为纳米技术和新分离方法。1998年初获李氏基金资助前往明尼苏达大学化工与材料系做高级访问学者,与Edward Cussler 教授合作,开展中空纤维膜溶剂萃取在污水处理和药物分离方面的研究。2000-2002年在该系做研究科学家,从事阻隔功能膜研究工作并为离子交换树脂和生物分离公司提供技术咨询服务。2002-2012年在美国唐纳森集团研究中心以高级科学家身份从事过滤与分离研究,包括气溶胶及粉尘过滤,雾滴过滤,针对柴油发动机的燃料油和润滑油的过滤,稳定的乳液分离,纳米纤维及膜在分离中的应用,生物柴油的特性,多孔材料表面改性等多种污染控制技术。参与美国和国际过滤测试标准的制定,并为膜蒸馏水脱盐技术、水藻制生物柴油过程脱水技术及液压动力系统过滤技术提供咨询服务。2011年入选千人计划,2012年四月辞去美国工作全职回国并快速组建了现有团队。现任中国科学院过程工程所研究员,博士生导师。已在AIChE J, JMS, Biotech &Bioeng, J. Colloid &Interf Sci, Filtration J等国际刊物上发表了四十多篇论文,被引用400多次。在国际国内会议上做了30多次口头报告,包括两次在美国举行的大会主题报告,并担任大会共同主席和分会主席。申请美国、欧洲和中国专利十余个。研究成果曾被CEN杂志和美国媒体专门报道和口头采访过。2011年获美国过滤与分离学会高级科学家奖,表彰在国际上对过滤和分离技术做出的重大贡献。目前是美国化学工程师学会的高级会员,还是美国化学会、北美膜学会、美国过滤与分离学会及美国汽车工程学会的成员。

课题组成员简介

李艳香 博士,助理研究员
2009年1月于中国科学院化学研究所获博士学位,高分子化学与物理专业。 2009-2011年在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所做博士后。2012年3月加入中国科学院过程工程研究所,助理研究员。,研究方向:天然高分子/纳米多孔复合膜材料的制备及其在水处理中的应用研究。
李晓禹 博士,助理研究员
2007年获西北大学材料化学专业学士学位;2012年获中科院理化技术研究所物理化学博士学位。2012年就职于中科院过程工程研究所。研究方向为:纳米材料和功能薄膜的可控制备,表面界面的特殊浸润性设计、制备和调控及在油水分离中的应用。
李蕾,博士研究生
2007年6月,获聊城大学材料化学专业理学学士,2010年6月获北京化工大学材料科学与工程专业工学硕士。 2010.7—2011.6期间在东安能输送带橡胶有限公司工作,同年7月至今到在北京元合天地科技有限公司工作,负责配方设计。研究兴趣:化学过程的清洁化;固体废弃物的回收与利用;有机与无机复合材料的制备。
胡丹,硕士研究生
2012年获北京化工大学化学工程学士学位。参加过大学生科技创新基金项目。

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