拟建设的科技小院由南京工业大学化学与分子工程学院与中国地质调查局南京地质调查中心共同建设,双方基于前期企业导师聘任工作,已建立良好的合作基础。
1、教学基础
拟建设科技小院依托南京工业大学化学与分子工程学院开设绿色化学、无机化学、物理化学、分析化学、水化学与水处理、纳米科学与技术等课程,学院拥有一流的教学设施和实验室,包括国家实验教学示范中心分中心、省级化学基础课实验教学示范中心等,为学生提供了丰富的学习和研究资源。
2、科研基础
双方单位均拥有良好的科研实验及测试表征等条件,各自建有分析测试中心,拥有总价值逾7000万元大型仪器,具备开展课题研究所需的各种表征及测试条件。合作双方以农村生活用水特别是饮用水中氟离子(F-)超标带来环境危害及生命健康威胁为研究课题,聚焦比表面积大且活性位点丰富的纳米材料合成方向,研究功能材料对F-吸附性能的影响。前期开展了相关的研究工作。代表性成果如下:
(1)金属有机骨架(MOFs)吸附材料
MOFs是由含氧、氮等的多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子自组装而成的配位聚合物,具有多孔、大比表面积和多金属位点等诸多性能。MOFs经过高温热解、磷化、硫化等衍生后,不仅可以有效地保留原MOFs结构性质,还产生了更多活性位点。我们合成了Ce掺杂Fe-MOF,磷化处理得到Ce-FePx,该复合材料对水中的四环素有较强的吸附作用,展现了较高的四环素去除率。制备了壳聚糖/硫醇改性MOFs复合材料CS/MOF-SH,应用于Pb2 和Cd2 的固相萃取,应用于水稻、小麦和茶叶中的痕量Pb2 和Cd2 检测。
(2)有机吸附材料
开发了一种巯基功能化磁性共价有机框架(M-COF-SH)用于水溶液中Hg2 的快速吸附,10 min内对Hg2 的最大吸附量可达383 mg/g;研制了多孔有机聚合物与壳聚糖复合材料(TpTU-CS),在pH 2-8范围内对Hg2 的去除率均能够达到90%,可用于实际水体中Hg2 的去除。
(3)F-吸附材料预研
制备了生物炭活化材料用于去除地下水中较高浓度氟离子(约50 mg/L),可将水中氟离子浓度降至1mg/L以下,部分实验参数仍需进一步优化。
3、服务产业
双方合作研究成果会以专利转化的形式进行产业服务,面向生产基地、果蔬批发市场、生鲜超市等适用场所,现场快速进行商品中有机磷农药残留的快速检测与质量评估。
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