哈尔滨工业大学时文歆教授团队（研究组）代表性SCI论文和获奖成果盘点！

时文歆教授

时文歆，教授，博导。中国土木工程学会水工业分会第六届理事会理事；水系统智能技术研究会常务理事兼秘书长；中国环境科学学会水处理与回用专业委员会第一届常务委员会委员；住房和城乡建设部高等学校给水排水工程学科专业指导委员会秘书；全国市政工程青年学者委员会主任委员。

(1) Penghui Shao, Zhijun Ren, Jiayu Tian *, Shanshan Gao, Xubiao Luo, Wenxin Shi* , Boyin Yan, Jian Li, Fuyi Cui. Silica hydrogel-mediated dissolution-recrystallization strategy for synthesis of ultrathin α-Fe ₂ O ₃ nanosheets with highly exposed (110) facets: A superior photocatalyst for degradation of bisphenol S. Chemical Engineering Journal 323 (2017) 64-73. ( IF: 6.216 )

博士生 邵鹏辉

中文题目： 二氧化硅水凝胶协助溶解 -重结晶策略合成（110）晶面高度暴露的超薄氧化铁纳米片及其光催化降解双酚S的研究

博士生 张志强

中文题目： 钯纳米催化剂界面电子对催化还原亚硝酸盐副产物氨氮选择性的影响

摘要： 催化还原去除水中硝酸盐及亚硝酸盐是一种具有良好发展前景的新兴脱氮技术。然而，反应过程中副产物氨氮的产生限制了该项技术的实际应用。本文采用表面乙醇（EtOH）或正十二硫醇（C12T）对钯纳米颗粒表面进行修饰，制备出三种不同电子结构的钯基催化剂，用于探讨催化剂界面电子对副产物氨氮选择性的影响。XPS及原位CO-DRIFTS表征表面乙醇分子修饰后的钯纳米颗粒表面电子密度增加；相反地，正十二硫醇分子修饰的钯纳米颗粒表面电子密度降低。亚硝酸盐还原实验表明，同等试验条件下，乙醇修饰的钯基催化对氨氮的选择性仅为0.31%，而正十二硫醇修饰的钯基催化剂对氨氮的选择性则为10.18%。说明钯基催化剂的表面电子结构（密度）显著影响催化剂对还原产物的选择性。热力学研究表明，当钯表面电子密度增加时，能够有效的降低亚硝酸盐还原反应的活化能，从而抑制氨氮的生成。本论文研究成果为新型低氨氮钯基催化剂的设计与合成提供了新思路。

博士生 张冰

中文题目： 菌藻共生系统加速好氧颗粒污泥形成过程及提高污染物去除效能研究

摘要： 本文主要研究光生物反应器中自发形成的菌-藻共生好氧颗粒污泥（ABG）的特性、污染物去除效能及微生物群落的动态变化。结果显示：菌-藻生物质聚集体快速形成，作为颗粒污泥的核心，加速了颗粒污泥的形成进程。与无光照条件下形成的好氧颗粒污泥（AGS）相比，成熟的ABG结构更为致密，粒径更大，生物质含量更多，沉降性能更好。此外，ABG产生更多的胞外聚合物（EPS），尤其是类蛋白物质，表明蛋白质在ABG形成及维持稳定方面具有重要的作用。菌藻共生系统耐温度的冲击，有效提高了有机物及N、P等污染物的去除率。高通量测序结果显示，ABG中主要有 Betaproteobacteria , Gammaproteobacteria 和 Flavobacterium 等细菌，及 Chlorophyta , Trebouxiophyceae 和 Bacillariophyceae 等藻类的富集与生长，蓝藻所占比例较小。以上结果表明，菌藻共生系统可加速颗粒污泥的形成进程，提高系统的稳定性及污染物的去除率。

博士生 梁志杰

中文题目： 阳离子染料在球形氧化铜/介孔硅纳米复合物中的强化吸附及溶液化学影响

摘要： 本研究合成并表征了球形介孔硅（MCM-41）及采用CuO无机修饰的CuO/MCM-41纳米复合物。表征结果表明：CuO成功负载于球形CuO/MCM-41纳米复合物内部。尤为重要的是，负载CuO对阳离子染料结晶紫和亚甲基蓝有显著促进效应。两种测试染料在合成吸附剂中的吸附动力学能很好地符合拟二级动力学模型和Weber内扩散模型。依据Langmuir等温吸附模型，CuO/MCM-41对结晶紫和亚甲基蓝的饱和吸附容量分别增加到 52.9mg/g 和87.8mg/g，而纯MCM-41对两者的饱和吸附容量分别为46.2mg/g和65.7mg/g。由于CuO的表面荷电效应和染料分子的质子化效应，增强吸附效应主要归因于负载氧化铜与有机阳离子染料间的静电力作用。此外，研究结果证实阳离子染料在CuO/MCM-41上的吸附受制于溶液pH和离子强度；由于CuO/MCM-41纳米复合物的介孔效应，阳离子染料的吸附过程不受共存腐殖酸的影响。

(5) Jun Cheng, Wenxin Shi* , Lanhe Zhang*, Ruijun Zhang. A novel polyester composite nanofiltration membrane formed by interfacial polymerization of pentaerythritol (PE) and trimesoyl chloride (TMC). Applied Surface Science 416 (2017): 152-159. ( IF: 3.387 ) 。

硕士生 程骏

中文题目： 季戊四醇与均苯三甲酰氯界面聚合法制备新型聚酯复合纳滤膜

摘要： 采用季戊四醇作为水相单体、均苯三甲酰氯为有机相单体，以聚醚砜超滤膜为基膜制备了一种新型聚酯复合纳滤膜。通过实验条件的改良（水相及有机相单体浓度、反应时间和水相pH值），实现了对复合纳滤膜性能的优化。通过渗透实验和耐氯性实验对优化后的复合纳滤膜性能进行测试。采用红外光谱分析(ATR-FTIR)、扫描电镜分析(SEM)、原子力显微镜分析(AFM)、膜表面Zeta电位分析等科学手段对优化条件下制备的纳滤膜进行了表征。研究结果显示：优化后的复合纳滤膜对于Na ₂ SO ₄ 溶液（1000mg/L）的截留率很高(98.1%)，但是通量相对较低[6.1L/（m ² ·h)]。对盐溶液的截留顺序为：Na ₂ SO ₄ >MgSO ₄ >NaCl>MgCl ₂ 。可以看出，制备的聚酯复合纳滤膜为荷负电膜，这一结果与Zeta电位分析结果相一致。新制备的聚酯复合纳滤膜还表现出良好的耐氯性和长期运行稳定性。

(6) Ruijun Zhang, Shuili Yu*, Wenxin Shi* , et al. Surface modification of piperazine-based nanofiltration membranes with serinol for enhanced antifouling properties in polymer flooding produced water treatment. RSC Advances 7.77 (2017): 48904-48912. ( IF: 3.108 )

摘要： 为了提高聚酰胺复合纳滤膜处理聚驱采油废水时的抗污染能力，本研究根据前期的膜污染机理研究结论，提出了一种简洁有效的纳滤膜表面改性方法。丝氨醇分子含有两个羟基，一个氨基，利用新生聚酰胺复合纳滤膜表面残余的酰氯基团与丝氨醇分子中的氨基进行酰化反应，从而将丝氨醇分子接枝到了聚酰胺复合纳滤膜表面。多种表征手段均表明这一表面改性方法能够提高膜面亲水性，降低膜面羧基密度，但不会明显改变膜面形貌。与未改性的纳滤膜相比，改性后的纳滤膜具有更强的抗污染能力，更高的膜通量和与此相当的溶质截留能力。这一改性结果对于提高纳滤膜处理聚驱采油废水的效能具有重要意义。

(7) Zhiqiang Zhang, Jun Cheng, Yan Luo, Wenxin Shi* , Wei Wang, Bing Zhang, Ruijun Zhang, Xian Bao, Yuan Guo, Fuyi Cui*. Pt nanoparticles supported on amino-functionalized SBA-15 for enhanced aqueous bromate catalytic reduction. Catalysis Communications 105 (2018) 11-15. ( IF: 3.330 )

中文题目： Pt纳米颗粒负载于氨基功能化SBA-15用于催化去除水中溴酸盐

摘要： 以SBA-15及氨基功能化的NH ₂ -SBA-15为载体，制备出不同负载率的Pt纳米催化剂，用于催化还原去除水中溴酸根离子。研究结果表明 Pt@NH ₂ -SBA-15催化剂的催化活性均高于同负载率的Pt@SBA-15催化剂。Zeta 电位分析表明，氨基功能化后能够有效提高SBA-15的等电点，强化催化剂对溴酸根的吸附，进而提高溴酸盐去除速率。

（8） Ruijun Zhang, Shuili Yu*, Wenxin Shi* , et al. A novel polyesteramide thin film composite nanofiltration membrane prepared by interfacial polymerization of serinol and trimesoyl chloride (TMC) catalyzed by 4 ‑ dimethylaminopyridine (DMAP). Journal of Membrane Science 542 (2017): 68-80. ( IF: 6.035 )

博士生 张瑞 君

中文题目： 基于4 -二甲基氨基吡啶（DMAP）催化作用的界面聚合法（以丝氨醇和均苯三甲酰氯为聚合单体）制备新型聚酯酰胺复合纳滤膜

摘要： 为了实现聚酰胺材料和聚酯材料的优势互补，本实验以包含羟基和氨基的丝氨醇（Serinol）作为水相单体，以4-二甲氨基吡啶（DMAP）为催化剂，通过与有机相单体均苯三甲酰氯（TMC）在超滤膜上的界面聚合反应制备了具有特殊结构和性质的聚酯酰胺复合纳滤膜。实验中通过工艺参数的调整优化了制膜条件。根据单体结构特点，将实际发生的聚合反应划分为四个基本反应模式。X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶转换红外光谱（ATR-FTIR）的表征结果证明优化条件下制备的纳滤膜具有部分交联的活性层结构，活性层中同时含有酯键、酰胺键和残余羟基。采用场发射扫描电镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）进行的形貌分析表明该纳滤膜的膜面为颗粒状结构，这与传统的聚酰胺复合纳滤膜明显不同。接触角测定仪和膜面电位测定仪对优化条件下制备的聚酯酰胺纳滤膜测试表明丝氨醇中的羟基和氨基与TMC中的酰氯发生反应后生成了酯键和酰胺键，同时会有部分羟基和酰氯未参与反应，残留的羟基明显地强化了膜面亲水性，使得该纳滤膜的接触角仅为37.78°，残留的酰氯遇水水解转化为羧基，这些羧基导致该纳滤膜具有明显的电负性，其zeta电位在整个pH测试范围（3~10）内均为负值。优化条件下制备的纳滤膜截留分子量约为474 Da，0.5MPa时的纯水通量约为6 L/(m ² ·h·bar)，对Na ₂ SO ₄ 、 MgSO ₄ 、NaCl和MgCl ₂ 的截留率分别为96.27%、83.92%、58.68%和28.76%。此外，该新型聚酯酰胺纳滤膜还表现出更强的抗污染能力。