環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院2025屆碩士研究生科研工作取得豐碩成果，匡成、張文浩和劉智勇等同學(xué)先后在Chemical Engineering Journal（中科院1區(qū)期刊，IF=13.4）、Journal of Colloid And Interface Science（中科院1區(qū)TOP，IF= 9.7）、Journal of Materials Chemistry A（中科院2區(qū)，IF= 9.5）等化學(xué)化工領(lǐng)域的高水平SCI期刊發(fā)表論文。截止目前，環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院23名2025屆碩士研究生，共發(fā)表SCI/EI收錄論文48篇，其中一區(qū)論文10篇，二區(qū)論文19篇，影響因子8.0以上共計(jì)8篇。
匡成同學(xué)先后在Chemical Engineering Journal（中科院1區(qū)期刊，IF=13.4）、ChemSusChem（中科院2區(qū)期刊，IF=7.5）和Chemical Communications（中科院2區(qū)期刊，IF=4.3）等期刊上發(fā)表研究論文3篇。通過(guò)電催化技術(shù)將廢舊塑料高效轉(zhuǎn)化為高附加值甲酸鹽，為“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和資源循環(huán)利用提供了創(chuàng)新方案。作為重要有機(jī)化工原料，甲酸鹽的傳統(tǒng)制備依賴(lài)化石能源且需高溫高壓條件。該研究聚焦低成本、高活性的鎳鈷基過(guò)渡金屬催化劑，系統(tǒng)開(kāi)展廢棄聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）電催化轉(zhuǎn)化研究。團(tuán)隊(duì)首先從廢舊鈷酸鋰電池中回收制備Co3O4催化劑，在1 M KOH電解液中、1.48 V vs. RHE 氧化電位下，實(shí)現(xiàn)甲酸鹽 92% 的法拉第效率與 23.6 mM 濃度；進(jìn)一步從三元正極材料中分離制備Co3O4、NiO、Mn3O4催化劑，其中Co3O4在1.51 V電位下獲得 90.6% 法拉第效率與83 mM甲酸鹽濃度。為進(jìn)一步提高催化性能，團(tuán)隊(duì)通過(guò)氯離子腐蝕法在泡沫鎳基底原位生長(zhǎng)NiCo-OH納米片，在1.4 V電位下實(shí)現(xiàn) 0.7 mmol cm-2 h-1的甲酸產(chǎn)率及 92.1% 法拉第效率。原位光譜與理論計(jì)算表明，NiOOH為主要活性位點(diǎn)，鈷摻雜可增強(qiáng)對(duì)反應(yīng)中間體的吸附能力。該研究不僅構(gòu)建了“廢舊電池金屬回收-高活性催化劑制備-塑料增值轉(zhuǎn)化”的全鏈條技術(shù)路徑，更通過(guò)具體性能數(shù)據(jù)證明了電催化體系的高效性與實(shí)用性，為廢棄塑料資源化利用及綠色化工技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了重要支撐。
廢舊NCM衍生催化劑及應(yīng)用探究
催化劑d帶中心和中間體吸附能計(jì)算
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157275; https://doi.org/10.1002/cssc.202400105; https://doi.org/10.1039/D4CC06411A ）
張文浩同學(xué)先后在Chemical Engineering Journal（中科院1區(qū)期刊，IF=13.4）、Journal of Materials Chemistry C （中科院2區(qū)期刊，IF 5.7）和Optical Materials（中科院3區(qū)期刊，IF 3.8）期刊上發(fā)表研究論文3篇。
作者提出一種分支工程策略，成功開(kāi)發(fā)了一系列基于羰基/氮共振核（QAO）的MR-TADF樹(shù)枝狀分子。烷基鏈交替連接功能樹(shù)枝狀分子不僅確保了窄帶深藍(lán)發(fā)射，還使樹(shù)枝狀分子具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射增強(qiáng)（AIEE）特性，從而有效緩解了聚集誘導(dǎo)激子淬滅（ACQ）和令人討厭的光譜紅移展寬效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，溶液加工的深藍(lán)色MR-TADF有機(jī)發(fā)光二極管的最大外部量子效率（EQE）為13.5%，CIE為（0.15, 0.12），電致發(fā)光峰值低于450 nm。進(jìn)一步使用這種樹(shù)枝狀分子作為白光有機(jī)發(fā)光二極管的敏化劑，實(shí)現(xiàn)18.9%的高EQE和81.1的高顯色指數(shù)（CIR）。這是之前報(bào)道的溶液處理全熒光白光有機(jī)發(fā)光二極管的最高值之一，也是首次嘗試基于MR-TADF發(fā)射器構(gòu)建白光OLED。此外，作者開(kāi)發(fā)了了兩種基于二苯砜的樹(shù)枝狀主體材料，它們具有高度支化的球形幾何形狀，可作為磷光、熱激活延遲熒光（TADF）和多共振窄帶發(fā)射器的多功能溶液加工主體。這種主體材料還是TADF和多共振窄帶發(fā)光體的高效良好宿主，與經(jīng)典的溶液處理宿主PVK相比，它們都實(shí)現(xiàn)了更好的器件效率和較小的效率滾降。
基于羰基/氮共振核的OLED和WOLED的分子設(shè)計(jì)以及器件發(fā)光圖
基于二苯砜的樹(shù)枝狀主體材料及其電致發(fā)光器件
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155350；https://doi.org/10.1039/D3TC03395C）
劉智勇同學(xué)先后在Journal of Colloid And Interface Science（中科院1區(qū)TOP，IF=9.7）及Journal of Materials Chemistry A（中科院2區(qū)，IF=9.5）期刊上發(fā)表研究論文2篇。通過(guò)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)穿插提升MOF內(nèi)活性位點(diǎn)之間的協(xié)同效應(yīng)，以促進(jìn)光催化過(guò)硫酸鹽活化。MIL-88D(Fe2Ni)和MIL-126(Fe2Ni)這兩種MOF都是由4,4'-聯(lián)苯二甲酸和[Fe2NiO(COO)6] (Fe2Ni)結(jié)構(gòu)單元組成，MIL-126的框架可以看成是兩重互穿的MIL-88D網(wǎng)絡(luò)。研究表明，互穿不僅增強(qiáng)了MIL-126(Fe2Ni)的結(jié)構(gòu)剛性和穩(wěn)定性，還將Fe2Ni簇之間的距離從1.5納米減少到0.6納米。因此，MIL-126(Fe2Ni)光催化活性顯著提高。MIL-126(Fe2Ni)/PDS在30分鐘內(nèi)對(duì)氧氟沙星的去除率達(dá)到96.5%，降解速率常數(shù)為0.10 min-1，是MIL-88D(Fe2Ni)的1.8倍。
通過(guò)調(diào)控結(jié)構(gòu)互穿提升金屬有機(jī)框架內(nèi)協(xié)同效應(yīng)以促進(jìn)光催化過(guò)硫酸鹽活化
通過(guò)同時(shí)引入N-給體和O-給體配體合成一例高穩(wěn)定Fe-MOF（JOU-20），基于Fe-N鍵和Fe-O鍵化學(xué)穩(wěn)定性的差異，分別通過(guò)鹽酸和過(guò)氧化氫對(duì)所合成晶體進(jìn)行刻蝕，制備了一系列具有不同孔道尺寸的分級(jí)孔材料。通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)的方法詳細(xì)研究了材料刻蝕機(jī)理。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，刻蝕后的結(jié)構(gòu)具有眾多的優(yōu)點(diǎn)：豐富的介孔孔道有利于反應(yīng)中底物的傳輸；暴露出大量的路易斯酸位點(diǎn)能提升光催化活化PMS效率；表面電勢(shì)的改變有利于提升MOF對(duì)反應(yīng)試劑的吸附能力。其中，JOU-20-H4具有最高催化效率，是未刻蝕JOU-20的5.2倍。
通過(guò)精密刻蝕協(xié)同調(diào)控MOFs孔道與表面結(jié)構(gòu)以提升其光催化性能
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2025.01.123; https://doi.org/10.1039/D5TA01490E）
郭俊瑕同學(xué)先后在Polymer Degradation and Stability（中科院1區(qū)TOP，IF=6.3）、Separation and Purification Technology（中科院2區(qū)TOP，IF=8.2）、Applied Thermal Engineering（中科院2區(qū)TOP，IF=6.1）和Chinese Journal of Polymer Science（中科院2區(qū)，IF=4.1）期刊上發(fā)表研究論文4篇。
作者先后通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)界面交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和異質(zhì)導(dǎo)熱填料雜化等策略，設(shè)計(jì)制備了具有高熱導(dǎo)率、形狀穩(wěn)定及高相變焓的相變復(fù)合材料，解決了單一相變材料導(dǎo)熱率差、形狀保持能力弱、相變易泄露等關(guān)鍵瓶頸。利用氧化石墨烯（GO）、氮化硼（BN）及碳納米管（CNTs）等新型導(dǎo)熱材料，創(chuàng)新制備方法設(shè)計(jì)氣凝膠骨架，利用其分級(jí)孔道結(jié)構(gòu)、可調(diào)表面特性與優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度，結(jié)合對(duì)三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)改性作為柔性基體，實(shí)現(xiàn)聚乙二醇、石蠟相變組分的固-液相變封裝，同時(shí)構(gòu)筑三維連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，提高熱導(dǎo)率，同時(shí)保持高相變焓。所制備的相變材料可應(yīng)用于電子器件如智能手機(jī)、鋰電池，高效實(shí)現(xiàn)散熱與熱管理，研究工作為開(kāi)發(fā)新一代多功能儲(chǔ)熱與相變熱管理材料提供創(chuàng)新解決方案。
PEG與EPDM@IAZn/ESO的分子設(shè)計(jì)合成路線(xiàn)
柔性相變復(fù)合材料GNR/PW/CGNP的重加工過(guò)程及機(jī)理
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122775；https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.123954；https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2023.110417；https://doi.org/10.1007/s10118-025-3299-5）
樊瑩同學(xué)在中科院一區(qū)Top期刊《Food Chemistry》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF=8.8）發(fā)表題為 “Fabrication of 3D CuFe2O4/Cu0 hierarchical nanostructures on carbon fiber paper by simple hydrothermal method for efficient detection of malachite green, sunset yellow and tartrazine in food samples”的研究論文。研究中，樊瑩同學(xué)采用水熱法在碳纖維紙（CFP）上原位生長(zhǎng)CuFe2O4/Cu0納米片，成功構(gòu)建出一種三維分級(jí)結(jié)構(gòu)的無(wú)粘合劑電極（CuFe2O4/Cu0@CFP）。該電極具備有序陣列結(jié)構(gòu)和多孔碗狀形貌，顯著提高了電極的比表面積與活性位點(diǎn)的暴露，有效促進(jìn)了待測(cè)物的滲透擴(kuò)散，從而提升了電極的傳感性能。該傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)孔雀石綠（MG）、日落黃（SY）和酒石黃（TA）等多種人工合成色素的高靈敏度檢測(cè)，檢測(cè)濃度范圍分別為0.1–300 μM（MG）、0.005–200 μM（SY）和0.005–300 μM（TA），檢測(cè)限分別達(dá)到0.033 μM、0.0016 μM和0.0016 μM。進(jìn)一步的實(shí)際樣品測(cè)試表明，該電極在飲料、果汁粉及果凍等食品中的檢測(cè)結(jié)果與高效液相色譜法高度一致，驗(yàn)證了其優(yōu)異的實(shí)用性與準(zhǔn)確性。該研究為構(gòu)建高性能、多目標(biāo)食品添加劑檢測(cè)平臺(tái)提供了新的技術(shù)路徑，也展示了我校研究生在食品安全檢測(cè)與傳感器材料領(lǐng)域的科研能力和創(chuàng)新水平。
合成CuFe2O4/Cu0@CFP電極并將其用作染料檢測(cè)電化學(xué)傳感器的示意圖
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140378）
王啟政同學(xué)先后在Journal of Membrane Science（中科院1區(qū)TOP期刊，國(guó)際權(quán)威制膜雜志，IF=8.4）期刊上發(fā)表研究論文2篇及在Journal of Industrial and Engineering Chemistry（中科院3區(qū)期刊，IF=5.9）期刊上發(fā)表論文1篇。
研究從微觀(guān)角度出發(fā)，通過(guò)分析在非溶劑致相分離成膜過(guò)程中溶劑-凝固劑-聚合物三元系統(tǒng)的相互作用，發(fā)現(xiàn)了存在一種對(duì)PVDF分子鏈的雙向牽引作用，這種作用可顯著影響PVDF的晶型形成過(guò)程。基于此，團(tuán)隊(duì)研究了表面活性劑類(lèi)型對(duì)PVDF晶型結(jié)構(gòu)及性能的影響。研究結(jié)果表明，非離子表面活性劑的引入并未影響這一雙向牽引作用，XRD等測(cè)試結(jié)果表明PVDF膜的晶型結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生顯著變化。然而，離子型表面活性劑（包括陽(yáng)離子和陰離子類(lèi)型）與PVDF中的-CH2基團(tuán)之間存在離子-偶極相互作用，這種相互作用可進(jìn)一步增強(qiáng)雙向牽引作用，從而促進(jìn)了β晶型的形成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PVDF膜的β晶型含量從48%顯著提高至97%。與傳統(tǒng)依賴(lài)延遲相分離過(guò)程以提升β晶型含量的策略不同，該課題的研究方法不僅能夠提升β晶型含量，還可以改善膜孔結(jié)構(gòu)（通孔數(shù)量增加），使膜的滲透性得到了提升，突破了傳統(tǒng)方法中β晶型含量與滲透性之間的“Trade-off”效應(yīng)。抗污染性能測(cè)試結(jié)果表明，具有高含量β晶型的PVDF膜由于極性的提高和膜表面更強(qiáng)的電荷排斥作用，有效抑制了污染物的吸附，使通量恢復(fù)率從67%顯著提升至85%。
團(tuán)隊(duì)探究了不同含量的陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)PVDF膜的晶型結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著陽(yáng)離子表面活性劑含量的增加（從0.5wt%提升到3wt%），其與PVDF中-CH?基團(tuán)之間的離子-偶極相互作用顯著增強(qiáng)，進(jìn)而更有效地促進(jìn)了雙向牽引作用，最終成功地制備了β晶型含量接近100%的PVDF膜。抗污染測(cè)試表明，與含有α晶型為主的PVDF膜相比，具有高純β晶型的PVDF膜表現(xiàn)出更好的防污能力，通量恢復(fù)率由61%顯著提升至88%。
研究通過(guò)在成膜過(guò)程中引入原位酯化反應(yīng)，巧妙地實(shí)現(xiàn)了抗污染物質(zhì)的原位接枝與PVDF膜β晶型結(jié)構(gòu)的協(xié)同調(diào)控。一方面，外來(lái)的抗污染物質(zhì)通過(guò)原位酯化反應(yīng)成功接枝到膜表面，賦予了膜抗污染性能；另一方面，原位酯化反應(yīng)生成的羥基功能化產(chǎn)物和水能夠與PVDF形成氫鍵（C-F···H-O），這種氫鍵作用增強(qiáng)了對(duì)PVDF分子鏈的雙向牽引作用，這使得PVDF膜中富含高含量的β晶型（β晶型含量提升至90%以上），從而顯著增強(qiáng)了膜的內(nèi)在抗污染特性，最終實(shí)現(xiàn)“內(nèi)外兼修型”抗污染膜的可控制備。抗污染實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，在三個(gè)過(guò)濾循環(huán)后，通量恢復(fù)率從24.8%增加到91.5%，通量衰減率從84.6%降低到36.8%。這一顯著的抗污染性能提升充分證明了我們制備的“內(nèi)外兼修型”抗污染PVDF膜在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)異的抗污染能力。本課題不僅為理性調(diào)控PVDF膜晶型提供了新的理論視角，并通過(guò)內(nèi)外協(xié)同抗污染策略（晶型優(yōu)化與抗污染改性）突破了傳統(tǒng)單一改性技術(shù)的瓶頸，為設(shè)計(jì)長(zhǎng)效抗污染分離膜提供了理論范式與創(chuàng)新路徑。
通過(guò)增強(qiáng)雙向牽引作用調(diào)控聚偏氟乙烯膜的晶型結(jié)構(gòu)演變機(jī)制示意圖。
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2024.123474；https://doi.org/10.1016/j.jiec.2024.03.053；https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.123879）
沈益昕同學(xué)在Fuel（中科院1區(qū)期刊，IF= 6.8）期刊上發(fā)表研究論文1篇。燃煤飛灰中含有豐富的黑碳（BC），這是由燃煤發(fā)電過(guò)程中不完全燃燒產(chǎn)生的。由于煤中兩種最常見(jiàn)的鐵礦石——菱鐵礦（FeCO?）和黃鐵礦（FeS?）——易與黑碳結(jié)合形成磁性混合物，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。研究重點(diǎn)關(guān)注燃煤飛灰中典型鐵礦物（菱鐵礦FeCO?和黃鐵礦FeS?）對(duì)MBC生成的影響機(jī)制。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)隨著FeCO?添加量的增加，燃燒產(chǎn)物中BC含量總體呈上升趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，在不完全燃燒條件下，1.2 wt%單質(zhì)鐵的存在對(duì)BC生成產(chǎn)生抑制作用。表征分析表明，鐵含量的增加促使燃燒產(chǎn)物中形成更多球形包覆結(jié)構(gòu)，這種特殊的形貌特征有效抑制了BC的進(jìn)一步消耗。在FeS?模擬實(shí)驗(yàn)中也觀(guān)察到單質(zhì)鐵相同的抑制效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)元素硫的作用比鐵更為顯著：硫能催化多環(huán)芳烴裂解，并與鐵反應(yīng)生成Fe?S?，導(dǎo)致BC持續(xù)減少。此外，Fe?S?的存在表明鐵氧化物生成減少，降低了對(duì)多環(huán)芳烴氧化的抑制，導(dǎo)致BC產(chǎn)率下降。結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算可得出結(jié)論：磁性組分與BC之間存在強(qiáng)化學(xué)吸附作用。本研究從分子層面闡釋了BC與磁性組分的結(jié)合機(jī)制，不僅為BC的治理與高附加值利用提供了理論支撐，而且為建立磁性BC的溯源方法提供了理論基礎(chǔ)。
磁性黑碳中黑碳與磁性組分的結(jié)合機(jī)理及其微觀(guān)特征
（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.132554）
郭雯婷同學(xué)先后在Chemical Communications（中科院2區(qū)期刊，IF= 4.2）、The Journal of Organic Chemistry（中科院2區(qū)期刊，IF= 3.6）等期刊上發(fā)表研究論文2篇。通過(guò)小分子遷移插入反應(yīng)實(shí)現(xiàn)苯并呋喃酮酯以及四環(huán)稠合的苯并吡喃等雜環(huán)化合物的高效合成。
首先，作者以鄰碘芳基烯基醚作為底物，以Mo(CO)6作為安全羰基源，以醇、酚作為親核試劑通過(guò)Heck反應(yīng)結(jié)合羰基化過(guò)程，以高原子和步驟經(jīng)濟(jì)性的方式有效合成一系列苯并呋喃酮衍生物。作者還進(jìn)行了不對(duì)稱(chēng)嘗試，ee值可達(dá)到中等水平（圖1）。
其次，作者以鄰碘芳基烯醚和二芳基乙炔為底物，發(fā)展了一種鈀催化的串聯(lián)炔插入/Heck環(huán)化/C-H活化反應(yīng)，有效構(gòu)建了一系列四環(huán)稠合的苯并吡喃衍生物。共拓展了29個(gè)底物，產(chǎn)率都能達(dá)到中到高等水平。有趣的是，向炔烴芳環(huán)上引入強(qiáng)吸電子基能夠高效提升該策略的化學(xué)選擇性，得到單一產(chǎn)物（圖2）。
這些方法為雜環(huán)化合物的合成研究提供了重要的補(bǔ)充和發(fā)展，同時(shí)，為藥物分子結(jié)構(gòu)的修飾和先導(dǎo)性藥物的發(fā)現(xiàn)提供重要的依據(jù)和支撐。
苯并呋喃酮酯的合成
四環(huán)稠合的苯并吡喃的合成
（論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cc/d4cc03044c; https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.4c02658）
以上研究成果均以江蘇海洋大學(xué)為第一完成單位，研究生本人為第一作者或?qū)煹谝弧⒀芯可鸀榈诙髡甙l(fā)表。
環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院始終將研究生培養(yǎng)質(zhì)量置于首位，緊扣研究生培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化培養(yǎng)過(guò)程管理。學(xué)院通過(guò)加強(qiáng)論文寫(xiě)作指導(dǎo)、實(shí)施學(xué)位論文多級(jí)審核等舉措，全面強(qiáng)化培養(yǎng)過(guò)程監(jiān)控，加大研究生教育改革與創(chuàng)新力度，全方位提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量。這些成果的取得，將極大地鼓舞和激勵(lì)全院師生繼續(xù)發(fā)揚(yáng)勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神，取得具有基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究?jī)r(jià)值的原創(chuàng)性成果，進(jìn)而提升學(xué)院整體科研水平，為江蘇海洋大學(xué)的內(nèi)涵建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)智慧與力量。
