4月24日，應(yīng)學(xué)院邀請(qǐng)，北京理工大學(xué)趙揚(yáng)研究員、趙飛教授，清華大學(xué)程虎虎研究員，北京化工大學(xué)胡傳剛教授為我院師生作題為“微小型能量存儲(chǔ)器件研究”、“可持續(xù)水處理技術(shù)中的凝膠化學(xué)”、“石墨烯調(diào)控及水誘導(dǎo)能源器件研究”和“先進(jìn)碳基材料合成與催化應(yīng)用”線上學(xué)術(shù)報(bào)告，我院相關(guān)師生參加了報(bào)告會(huì)。報(bào)告由我院副院長(zhǎng)（主持工作）曹治國(guó)主持。
趙揚(yáng)研究員首先介紹了微小型能量存儲(chǔ)器件的發(fā)展歷程、目標(biāo)和應(yīng)用前景，以及在微型儲(chǔ)能器件設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。隨后趙揚(yáng)研究員以課題組在該領(lǐng)域的近期研究成果為例，系統(tǒng)介紹了從二維平面到三維結(jié)構(gòu)微型儲(chǔ)能器件的制備設(shè)計(jì)原則、思路，以及研究過程中遇到的問題與解決方案。特別是介紹了課題組通過后期收縮輔助的微型器件設(shè)計(jì)理念，利用器件材料自身尺寸縮小的特性制備了系列微型儲(chǔ)能器件，分析了該工藝方案的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)指出該類器件可以通過優(yōu)化噴涂和收縮過程，實(shí)現(xiàn)集成儲(chǔ)能器件的高效、快速制備。在報(bào)告最后，趙揚(yáng)研究員就微小型能量?jī)?chǔ)存器件研究方向未來的發(fā)展和應(yīng)用前景做了詳細(xì)分析和展望。
趙飛教授在報(bào)告中首先指出由于水資源的過度使用和嚴(yán)重污染，清潔的飲用水源在過去的數(shù)十年間快速萎縮，人類面臨著越來越為嚴(yán)重的世界性的水資源短缺。趙飛教授介紹水凝膠分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和策略，探究了不同結(jié)合狀態(tài)水分子在太陽能蒸發(fā)中的特性，系統(tǒng)分析了氫鍵作用對(duì)水在凝膠中輸運(yùn)過程的影響和調(diào)制規(guī)律。同時(shí)指出可通過理性設(shè)計(jì)水凝膠的交聯(lián)度、骨架結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)類型等特征，特異性濾去水體可揮有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)在不同類型污水中簡(jiǎn)便、廉價(jià)地獲取淡水資源，該類方案不僅降低水處理能耗，同時(shí)有效避免了傳統(tǒng)水處理中的二次污染問題。最后，趙飛教授展望了凝膠化學(xué)在太陽能驅(qū)動(dòng)的可持續(xù)性污水凈化技術(shù)中應(yīng)用前景和相關(guān)挑戰(zhàn)。
程虎虎研究員在報(bào)告中首先介紹了石墨烯類材料在能源器件領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，分析了石墨烯的缺陷調(diào)控技術(shù)和三維石墨烯組裝策略。同時(shí)以課題組最近的研究成果為例，介紹了課題組以石墨烯為自組裝體為基底，通過水分子在空氣中的自發(fā)吸附和相反電荷離子的誘導(dǎo)擴(kuò)散，可在在低相對(duì)濕度條件下產(chǎn)生較高輸出電壓，同時(shí)通過順序?qū)?zhǔn)堆疊策略制備了大面積集成發(fā)電器件，從而實(shí)現(xiàn)了全天候條件下的水汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電，并可為不同儲(chǔ)能器件或電子元件供電。此外，程虎虎研究員也介紹了課題組借助在水汽和激光驅(qū)動(dòng)下的機(jī)械能輸出器件的設(shè)計(jì)思路和相關(guān)研究進(jìn)展，并對(duì)水汽驅(qū)動(dòng)下的電能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化器件的發(fā)展和應(yīng)用前景做了具體展望。
胡傳剛教授在報(bào)告中首先介紹了石墨烯、碳納米管、石墨炔等多類碳材料的缺陷調(diào)控策略以及在不同催化領(lǐng)域的應(yīng)用背景。同時(shí)從活性中心調(diào)控、功能組裝以及多功能集成器件三個(gè)方面介紹了課題組的近期研究工作。以課題組最新的研究成果為例，介紹了非金屬金屬摻雜碳材料的設(shè)計(jì)、制備及功能調(diào)控的一般策略，及其作為雙功能或者多功能催化材料，在二氧化碳、氮?dú)馀悸?lián)還原反應(yīng)和鋰-二氧化碳儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用。最后胡傳剛教授在報(bào)告中系統(tǒng)展望了不同非金屬摻雜碳基催化材料在環(huán)境、能源相關(guān)電催化、光催化、高級(jí)氧化等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
報(bào)告會(huì)結(jié)束后，趙揚(yáng)、程虎虎、趙飛、胡傳剛四位專家就與會(huì)師生提出的相關(guān)問題進(jìn)行了詳細(xì)的解答同時(shí)展開了深入的討論與交流。
（環(huán)境學(xué)院 陳晨 武大鵬）