1.天津城建大学贾国治等:可高效选择性分离染料的单宁酸接枝二硫化钼/水合硅酸钙复合过滤系统
Journal of Physics and Chemistry of Solids
Efficient selective separation of dyes by TA-MoS₂/Calcium silicate hydrate composite filtration system
Yulian Bai; Guozhi Jia
Published: 2025-05-15
D0l: 10.1016/j.jpcs.2025.112864
研究背景：
合成染料在工业和日常生活中的广泛应用导致大量染料废水产生，对水体、土壤和食物系统构成严重风险。染料废水成分复杂、有机含量高，资源回收是其处理的核心挑战。膜过滤技术因操作简单、可回收性被视为实用方法。二硫化钼（MoS₂）作为典型过渡金属卤化物，因其高度有序的传输通道、优异的非溶胀性和渗透性被广泛用于纳滤膜。但现有MoS₂基纳滤膜在选择性分离和回收染料废水方面仍面临困难。MoS₂的层间距和表面电荷特性需通过功能化修饰调节。本研究旨在结合吸附技术，构建基于单宁酸(TA)修饰MoS₂纳米片的纳滤膜，实现染料废水的选择性分离和资源回收。
研究内容：
本研究开发了基于单宁酸接枝二硫化钼（TA-MoS₂）纳米片和多孔硅酸钙水合物（CSH）的复合过滤系统（TMC）。TA-MoS₂制备采用两步法：首先，利用小分子特性，将抗坏血酸插入二硫化钼层间，实现体相二硫化钼的初步剥离，然后引入但单宁酸(TA)并通过超声辅助作用，借助氢键等作用力，实现TA在MoS₂表面的稳定接枝，同步完成MoS₂的完全剥离，获得均一分散的TA-MoS₂分散液。在0.08 MPa真空条件下，依次将TA-MoS₂分散液过滤沉积于聚醚砜（PES）基膜表面形成功能层，再将CSH分散液过滤其上，构建分级结构的复合过滤系统(TMC)。TMC用于处理亚甲基蓝(MB)，结晶紫(CV)等多种有机离子染料，结果显示：TMC水渗透性达1523 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹，对MB的分离效率高达99.6%，而对MO仅8.9%，表现良好的选择性。通过TEM、HRTEM、XRD、FTIR等分析结果表明TA成功接枝MoS₂，MoS₂由多层体相转变为单/双层机构，表面负电荷特性进一步增强，亲水性显著提升。研究发现TMC对有机阳离子染料的高选择性源于协同机制：TA-MoS₂的负电荷酚羟基通过静电吸引和π-π相互作用固定阳离子染料（如MB），而CSH的高比表面积和多孔结构提供额外吸附位点。重复使用11次后，TMC对MB的过滤效率仍高于94%，稳定性优异。吸附染料后的CSH呈现丰富颜色，具备作为无机颜料的二次利用潜力。
研究意义：
本研究通过单宁酸接枝有效调控了二硫化钼(MoS₂)的层间距和表面电荷，实现了染料的高效选择性分离和资源回收。复合过滤系统（TMC）结合了单宁酸接枝二硫化钼（TA-MoS₂）的结构稳定性和水合硅酸钙(CSH)的高吸附容量，在温和条件下（0.08 MPa）实现高水渗透性和阳离子染料选择性，且重复使用后效率保持94%以上。通过吸附染料后水合硅酸钙的显色特性，为染料废水资源化开辟新途径；静电吸附、氢键和孔隙传输的协同作用机制为多功能过滤材料设计提供了新思路，推动水处理技术向智能化、精准化发展，减少环境污染并促进循环经济。
2.天津城建大学贾国治等:通过聚二烯丙基二甲基氯化铵接枝二硫化钼纳滤膜高效去除甲基橙
Journal of Applied Polymer Science
Efficient Removal of Methyl Orange Using Poly Diallyldimethylammonium Chloride-Grafted MoS₂ Nanofiltration Membrane
Yulian Bai; Wei Zhang; Lingxia Li; Shaoying Lv; Yanling Liu; Chao Wang; Guozhi Jia
Published: 2025-05-10
D0l:10.1002/app.57353
研究背景：
染料废水对人类社会和生态系统的可持续发展构成严重威胁，尤其是甲基橙(MO)作为一种磺化偶氮染料，因其色彩鲜艳、粘附性强和成本低而广泛应用于纺织工业。大量含MO的染料废水排放会严重污染水体和土壤。随着纺织工业的快速扩张，有毒染料废水年排放量持续增加，亟需高效、稳定的废水处理技术。尽管已有化学氧化、生物修复和絮凝等方法，但传统液体剥落方法制备的二硫化钼（MoS₂）纳米片存在效率低、结构缺陷和易团聚等问题，限制了其在纳滤膜中的应用。本研究提出了一种创新策略，通过聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）辅助球磨法，实现MoS₂的同时剥落和功能化，以解决剥落效率低和功能化不足的挑战。
研究内容：
本研究开发了一种“一锅法”球磨策略，在PDDA溶液中同步剥离和功能化MoS₂，制备PDDA接枝MoS₂（PDDA@MoS₂）纳米片。在0.08 MPa真空驱动下，将PDDA@MoS₂分散液沉积在聚醚砜（PES）膜表面，形成不同厚度的复合纳滤膜(PM₂/PES、PM₃/PES、PM₄/PES)。结果表明，PDDA成功接枝到剥离的MoS₂纳米片表面，有效调节了MoS₂的层间距和表面特性。复合膜表现出高水渗透性（943.97 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹）和高排斥效率（95.2%）。通过透射电子显微镜（TEM）、高分辨率TEM（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱和热重分析（TGA）等表征手段，证实PDDA@MoS₂纳米片具有双层结构，且PDDA有效增强MoS₂的亲水性。进一步机制研究表明，复合膜通过静电吸附和尺寸排斥机制实现高效MO排斥：PDDA的季铵阳离子与MO产生静电吸引，而纳米片的紧密排列提供尺寸筛选。稳定性测试显示，增加膜厚度（如PM₄/PES）可提升长期稳定性，但水渗透性相应降低。与同类MoS₂膜相比，PM₄/PES在温和条件下（0.04 MPa）表现出优异性能。
研究意义：
本研究提出了一种高效制备功能化MoS₂纳米片的新策略，解决了传统剥离方法导致的团聚和功能化不足问题。PDDA不仅促进球磨过程中的剥离效率，还通过接枝防止纳米片团聚，并调节MoS₂层间距和表面特性，使复合膜兼具高水渗透性和高MO截留率(95.2%）。该工作为功能化MoS₂纳米片的制备工艺和实际应用提供了有价值的参考，有望推动高性能纳滤膜在环境修复中的规模化应用，减少染料污染对生态系统的危害。
3.天津城建大学赵洪宾、王岩等：变色材料在建筑节能领域中的应用-现状与适用性研究
Materials Today
Chromogenic Materials in Building Energy Efficiency: Application Trends, Suitability Assessment and Future Prospects
Kong Xiangru；Wang Xiangquan；He Zhengkuan；Zhao Hongbin*；Wang Yan*；Yao Wanxiang*；Fan Xiaopeng；Hu Chenxi；Gao Weijun
Published：2025-07-01
DOI: 10.1016/j.mattod.2025.03.033
天津城建大学、日本北九州大学、澳门城市大学、青岛理工大学、南开大学、天津利安隆新材料股份有限公司组成的研究团队在权威期刊《Materials Today》（中科院最新SCI期刊1区Top，影响因子22）发表论文“Chromogenic Materials in Building Energy Efficiency: Application Trends, Suitability Assessment and Future Prospects”。研究探讨了变色材料的分类、变色机制和材料特性，详细介绍了在建筑围护结构中的应用，并提出了变色材料适用性（CMA）模型，为在全球范围选择适合变色建筑材料的地区和气候提供了理论基础，研究成果有助于促进变色材料在建筑节能中的科学应用。
4.天津城建大学赵洪宾、张宝莲等：改性石蜡-SiO2微胶囊化相变材料的制备及在建筑涂料中的热调控应用
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
Preparation and performance evaluation of paraffin@SiO2 microencapsulated phase change material and its thermal insulation effect in architectural coatings
Zhang Baolian；Zhu Yuhao；Yuan Yingmin；Fang Qi；Zhao Hongbin*
Published：2025-05-22
DOI: 10.1016/j.colsurfa.2025.137287
天津城建大学、中芯国际、南开大学、天津利安隆新材料股份有限公司组成的研究团队在期刊《Colloids and Surfaces A》（中科院最新SCI期刊2区，影响因子5.4）发表论文“Preparation and performance evaluation of paraffin@SiO2 microencapsulated phase change material and its thermal insulation effect in architectural coatings”。研究针对室温相变材料泄漏和相容性问题，以硅酸钠为硅源、甲基三乙氧基硅烷（MTES）为改性剂，采用化学沉淀法设计制备了石蜡-@SiO2微胶囊。在反应温度45 °C、pH=3.5、芯壳比1:1及由十六烷基三甲基溴化铵和OP-10组成的复合乳化剂的条件下，芯材含量达75.52%，较未改性样品提升23.06%，熔融渗出率降至9.14%，掺入苯丙乳胶漆后，涂膜保持良好的性能，并显著延长保温时长19.44%。该研究为开发低成本、高稳定性的建筑相变涂料提供了可行策略。
5.天津城建大学费学宁、赵洪宾等：基于四相-非均相催化的Ullmann缩合制备DAS的清洁生产工艺研究
Journal of Coatings Technology and Research
Cleaner production technology of intermediate DAS in red pigment C.I.177: four-phase heterogeneous catalytic Ullmann condensation
Fei Xuening；Liu Changcheng；Wang Xianhang；Cui Liangfu；Xing Dajie*；Zhao Hongbin*
Published：2025-03-05
DOI: 10.1007/s11998-024-01048-6
天津城建大学、天狮学院、南开大学、天津利安隆新材料股份有限公司组成的研究团队在期刊《Journal of Coatings Technology and Research》（中科院最新SCI期刊4区，影响因子2.8）发表论文“Cleaner production technology of intermediate DAS in red pigment C.I.177: four-phase heterogeneous catalytic Ullmann condensation” 研究针对颜料清洁生产的迫切需求，探索了一种C.I.颜料红177关键中间体4,4’-二氨基-1,1’-联蒽醌-3,3’-二磺酸（DAS）的清洁生产方法，以强酸阳离子交换树脂代替硫酸，大幅减少溶剂用量，利用不完全溶解的溴氨酸作为“原料仓”缓慢溶解并参与反应，形成“树脂-铜粉-溴氨酸钠-溶液”四相非均相催化体系，实现了DAS的清洁生产。在反应温度60 °C、反应时间90 min、树脂和铜粉的投加量为20 g/L和15 g/L的条件下，收率可达93.21 %。同时，固体酸易分离，除去后可直接通过多效蒸发获取产品，避免盐析过程高盐废水的排放。此外，反应温度相比经典方法降低15 °C，使得利用太阳能等低品位自然热源成为可能。新工艺从源头减少高盐废水的排放，并降低了废水的处理难度，在产品收率、环境保护、资源节约、能源利用等方面均具显著优势。
6.嘉兴大学，天津城建大学申丛丛等：两亲性CoP/CN异质结的制备及其光催化降解微塑料协同产氢研究
Chemical Engineering Science
Amphiphilic CoP/CN heterojunction for photocatalytic microplastics degradation synergistic hydrogen generation
Yanan Liu, Congcong Shen, Jie Hu, Xuhui Zou, Yuke Qi, Zhigang Ge, Siqian Zhang, Hongmei Wang, Yangang Wang
DOI:https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.121336
Highlights:
Amphiphilic CoP/g-C3N4 composites (CoP/CN) facilitate the resource conversion of microplastics into high-value carbon-containing products through photocatalytic oxidation, while simultaneously producing clean energy by splitting water into hydrogen (H2). The photocatalytic activity of CoP/CN in the reaction process of microplastics degradation synergistic hydrogen generation is influenced by the hydrophilicity and CoP content. It was found that treating g-C3N4 with ethanol can enhance the hydrophily of the resulting CoP/CN material. Notably, at a CoP content of 2 wt%, the CoP/CN (E) exhibited a smaller contact angle of 39.48°lower than those of other samples, achieving the highest H2 evolution activity of 1.3 mmol g-1 within 4 h. Besides, the microplastic (PET) can be successfully degraded and transformed into value-added products using amphiphilic CoP/CN material under irradiation.
7.天津城建大学朱森等：氨基酸双子表面活性剂：合成、性质及应用综述
Tenside Surfactants Detergents
Amino acid Gemini surfactants: a review on their synthesis, properties and applications
Zhu Sen, Liu Baowen, Wang Bin * and Liu Lijuan *
Published：2025-02-11
Doi：10.1515/tsd-2024-2649
现代表面活性剂行业需要更高效环保的产品，氨基酸Gemini表面活性剂（AAGSs）作为新兴绿色表面活性剂受关注。本篇综述阐述了其结构特点，相比传统单链表面活性剂，具有更低临界胶束浓度等优势。并从天然和合成来源介绍了AAGSs的制备方法，介绍了Hofmann烷基化反应、Schotten - Baumann缩合反应等合成单链氨基酸表面活性剂后连接间隔基团等结合方式，综述了AAGSs的表面活性，pH响应性乳化特性及自组装行为等；并探讨了其在制药领域、基因传递、三次采油和环境修复等方面的应用及未来研究及应用方向。
8.天津城建大学张磊等，靛红衍生MBH碳酸酯反应的研究进展—螺环羟吲哚的合成
作为药物分子的核心片段之一，螺环羟吲哚（spirooxindole）备受有机化学家和药物化学家的关注。过去数十年间，化学家始终致力于探索更简洁高效的合成方法，以构建含螺环羟吲哚片段的化合物。在此背景下，靛红衍生的Morita-Baylis-Hillman（MBH）碳酸酯已成为合成螺环羟吲哚结构的通用结构单元。
针对有机合成的这一热点领域，我院张磊老师以共同通讯作者的身份，与天津理工大学孟祥太老师及其研究生合作发表了1篇综述论文（Org. Biomol. Chem., 2025,23, 1292-1308；https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ob/d4ob01299b），对近年来利用靛红衍生MBH碳酸酯构建螺环羟吲哚骨架或C3位二取代羟吲哚衍生物的反应进行评述，并深入阐述了该类碳酸酯在这些反应中的作用机制。本文从靛红衍生MBH碳酸酯参与的非环化反应、单环化反应和多环化反应等方面分别展开讨论，为有机合成工作者在本领域进一步开展研究工作提供参考价值。
9.天津城建大学孙敏等：基于多模态响应相图几何特征的悬臂梁裂纹识别方法
Journal of Vibration Engineering & Technologies
Crack identification method for cantilever beam based on geometric feature of phase diagram of multimode response
Sun M, Huang YH, Chen JE, Li T, Quan TT
Published：2025-06
DOI：10.1007/s42417-025-01820-x
研究背景：
梁结构在日常生活和工程应用中起着重要作用，裂缝的存在会影响结构的局部刚度，从而影响整个结构的动力学特性。裂纹等结构损伤是一个重大隐患，可能会导致人员伤亡或财产损失等严重后果。传统的诸如超声波、红外线、磁粉和涡流等基于静态结构的检测方法只能得出定性的检测结果，操作复杂且成本高昂。基于振动理论的结构损伤诊断方法具有无损检测的优势，并且能对早期微裂纹的故障诊断进行有效的定量检测。此外，基于振动特征的裂缝识别方法能够实时检测裂纹，并且在不影响工程结构正常运行的情况下完成检测工作。
研究内容：
利用图像技术定义了一种新颖的识别指标，考虑到悬臂梁多模态振动响应的速度和位移信息，提出了一种基于相图几何特征的裂纹识别方法，该方法能够利用相图的几何特征对裂纹参数进行定量识别。研究了裂纹参数对悬臂梁的固有频率、频率响应和相图几何形状的影响。使用像素法来估算相图的面积，并分析了从超谐波和主谐波中获得的裂纹识别指标受裂纹参数的影响情况。数值结果表明，利用指标的等值线图来进行裂纹识别的方法是可行的。
研究意义：
由于相图同时包含位移和速度信息，其几何特征对裂纹参数的变化更为敏感，这一特征优于常用的基于固有频率和频率响应的识别方法。本文提出的新裂纹识别方法丰富了裂纹识别的途径，能够为设备与结构的安全运行提供保证。
10.天津城建大学张守超等，Optical spectroscopy study of damage induced in nitrogen-doped 6H-SiC by neutron irradiation
Journal of Luminescence
Volume 286, November 2025, 121373
https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2025.121373
Highlights
Bandgap tuned from 1.32 eV to 3.26 eV by irradiation and annealing.
NCVSi defects emit 826 nm fluorescence stable >1300°C for quantum emitters.
Raman reveals four annealing stages: Frenkel pairs, VSi, VC, antisites.
Novel M-value quantifies chemical disorder evolution during defect recovery.
Defect-induced optical rotation (1.28. → 0.6°/mm) enables radiation-sensing photonics.
11.天津城建大学 朱飞、张守超等，中子辐照6H-SiC热力学及辐照缺陷高温回复动力学研究
无机材料学报
DOI: 10.15541/jim20250216
碳化硅(SiC)是核反应堆结构材料的重要候选材料，其辐照损伤行为与高温回复机制直接影响材料的服役性能与寿命。为阐明中子辐照对掺氮(ND≈3.0×1019 cm-3)6H-SiC性能的影响及缺陷高温回复机制，本研究系统探究了中子辐照(辐照温度~150℃，剂量2.58×1020 n/cm2)和等时退火过程中的缺陷演化与热力学行为。结合不同表征技术和第一性原理计算，深入解析了材料结构与性能演变。主要结果如下：(1)辐照引发晶格显著肿胀(a、c轴及晶胞体积V肿胀率分别为0.416%、0.430%和1.310%)，晶体保持单晶结构；(2)辐照使比热增加14.7%，并在100~500℃温升过程中释放375.4 J/g辐照储能；(3)基于晶胞参数回复与拉曼光谱演化，揭示了缺陷高温回复的四阶段动力学：室温至600℃阶段以C-Frenkel近距复合主导，迁移能Ea≈0.14 eV；600~850℃阶段涉及Si-Frenkel复合及碳间隙原子迁移，Ea≈0.26 eV；850~1200℃阶段为空位迁移驱动的晶格重构，Ea≈0.65 eV；1200~1500℃阶段为碳空位(VC)长程扩散及NCVSi复合体的解离，Ea ≈ 1.5 eV)；(4)拉曼与荧光光谱结果确认氮掺杂形成NCVSi缺陷构型，在785 nm激发下产生826 nm特征发光峰(对应634 cm⁻¹拉曼频移)。本研究揭示了中子辐照6H-SiC的缺陷回复路径与迁移能，阐明其热力学响应与高温回复动力学机制，为核用SiC材料的辐照损伤评估、性能预测及退火工艺优化提供了重要依据。
