【媒体报道集锦】媒体聚焦华理获上海科技奖励大会多个奖项
3月23日，上海市委、市政府在上海展览中心友谊会堂召开上海市科学技术奖励大会，表彰2017年度为上海科技创新事业和经济社会发展作出突出贡献的科技工作者。我校再次成为获奖大户，共有14项成果获得表彰。《中国化工报》、中国科技网、科学网、央广网、中国新闻网、天天化工网、《新民晚报》《上海科技报》等媒体分别刊文，对部分获奖项目进行了报道。
——华东理工大学朱为宏教授团队染料开发纪实
从染料敏化太阳电池到光电信息调制，从生物医学成像到疾病精准诊断，有机功能染料与当前高新技术领域关系密切，具有广泛的应用前景，也因此“俘获 ”了不少科 研工作者的“芳心”。
正是看中了有机功能染料在能源和健康领域的独特魅力，以华东理工大学化学与分子工程学院朱为宏教授为主要负责人的科研团队，自2007年起，便一头扎进这块科研宝地，开始了长达10年的深耕细作。功夫不负有心人，该团队在发展高稳定性有机敏化功能染料、高双稳态光致变色染料和高稳定性有机荧光染料制备等方面斩获颇丰，团队完成的有机功能染料稳定性强化项目也因此获得 2017 年上海市自然科学一等奖。
强“基因”，功能特性更稳定
有机染料敏化太阳电池具有成本低、制作工艺简单等优势，敏化染料作为其关键组成，更是受到广泛关注。但与此同时，有机功能染料在稳定性和耐久性方面的不足，也成为其走向实际应用的“拦路虎”。
朱为宏介绍，为探索解决敏化染料在抗聚集态行为、光电转化效率、稳定性等方面的制约，他们开发出含多级电子受体型敏化染料，有效拓宽了染料光谱并改善了染料聚集态诱导电荷复合。在轨道能级理论指导下，该团队系统构建了多个系列结构新颖的有机敏化染料，显著提升了有机光敏化染料稳定性及光伏性能。
“在这些成果的支撑下，我们构建的敏化染料电池效率也由传统型的5%左右突 破至11.5%，1000千小时效率耗损也由原来的30%下降至0.3%，在光电转换效率和稳定性两方面同时取得突破。”朱为宏说。
扩“疆土 ” ，功能发挥更广泛
光纤远距离传输信息的核心之一，就是要高效、精准地将电信号转换成光信号，在有机染料分子层面实现光编码调制等技术，能让大数据背景下海量信息的高效处理更为精准。为此，朱为宏团队创新构建了基于二噻唑乙烯体系的新型光致变色染料。该类染料具有开闭环可逆响应、100%定量转换、出色的热稳定性与可反复循环的抗疲劳性。他们与美国华盛顿州立大学的研究人员进行合作，采用新型光致变染料实现了完美、高效的光编码调制，将普通白光编码成表示信息的光脉冲。
此外，该团队还构建了“位阻性型烯桥”明星分子体系，突破性地实现了平行与反平行构象、手性异构体的分离，通过光活性响应的构象分离、切断分子内电荷转移机制，分步将开闭环光量子效率有效调控至90.6%；从分子轨道理论、分子势能面、单晶结构3 个角度深入全面地分析了取代基位置与光致变色稳定性能的差异，对光致变色的理论进行了有益补充。
针对传统染料结构和性能难以满足应用精细化的需求，团队开发出以吡喃腈为母核，结构简单、可修饰性强的高稳定性功能染料。如对接复杂生物微环境检测应用需求，发展的基于 ensem⁃ble 方法、亲水性的吡喃腈识别染料，具有特异性、近红外荧光增强特征，成功实现了在溶液和薄膜中高选择性检测焦磷酸盐的精细化应用；基于分子结构设计源头创新，团队构建出具有自主知识产权的新型高稳定性染料母体结构―喹啉腈单元，并获得中国发明专利。更值得一提的是，他们开发的高效率喹啉腈染料相比商品化的吲哚菁绿（ICG）稳定性提升近 40 倍，为发展高性能近红外染料提供了新的设计思路。此外，团队发展的高稳定性、聚合物包裹的近红外吡喃腈染料荧光前药，光稳定性远胜于商用菁染料，具有良好靶向性和低边缘效应，实现了在体、原位活体成像监测以及肿瘤前药的可视化控释。
十年磨剑，斩获颇丰。在为有机功能染料家族“强基扩土”的同时，项目相关研究成果在国内外学术期刊上共发表66篇SCI论文，取得一批发明专利，并促成多项有机功能染料实现产业化应用，取得了良好的社会和经济效益。
原文来源: 中国化工报第2版 | 发表时间:2018-04-20 | 作者：李铁军
原文链接: http://ipaper.ccin.com.cn/papers/ccin/2018-04-20/page_2B/news_b269f528b7ebce95128f5facda2b60ab.html
【中国科技网】“光催化楼梯”让水泥森林变为绿色森林
中国科技网·科技日报上海3月29日电（李强 记者王春）新房装修后，“晾房排毒”成了必经程序，但甲醛的挥发是一个持续的过程，活性炭吸附等传统处理甲醛的方法很难从根本上解决问题。近日，华东理工大学教授张金龙团队围绕这一民生关切的研究项目——“高效光催化材料的制备及其机理”获得2017年上海市自然科学一等奖。
简单来说，所谓光催化，就好像植物的光合作用，一方面可以氧化有毒有害物质，另一方面还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料，或是将水分子还原成氢气等洁净能源。该技术在生产、生活中的应用，看似高精尖的科研，其实和我们的生活息息相关。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题，小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁，光催化技术都大有用武之地。如何重新设计半导体光催化剂的能带结构，开发具有高可见光响应范围与响应程度的光催化材料一直是光催化领域的热点。
张金龙团队围绕光催化研究中如何拓展光催化材料的可见光利用效率和提高光催化量子产率这两个最关键的科学问题，开展了十余年系统深入的研究。“新房装修时，在墙面粉刷完工后，再涂抹光催化功能材料，只需光照，室内的有机污染物就能被吸附，并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗，可长期持续产生净化效果。”张金龙介绍说，“光催化技术的空气净化器，之所以能达到净化效果，关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”
据悉，张金龙团队设计并制备了一系列金属、非金属掺杂二氧化钛光催化材料，通过不同元素之间的协同作用成功实现了对二氧化钛能带结构的调控，拓展了二氧化钛对太阳光谱的响应范围。同时，团队通过构造有序的“反蛋白石”三维孔道结构产生了“慢光效应”，增强了催化剂对光的利用率，并成功利用“慢光效应”与“光催化”的协同作用实现了对痕量有机污染物的在线降解与循环检测，为光催化机理的研究提供了测试平台。
据统计，目前张金龙团队在光催化领域共发表SCI收录学术论文243篇，论著被SCI他引次数过万，其中7篇代表性论文入选ESI高被引论文，1篇被“Nature Asia”作为“亮点文章”进行重点报道，1篇论文获得Elsevier出版集团环境科学类大陆最高引用率奖，2篇论文获得Elsevier出版集团最高论文引用率奖。张金龙也连续4年入选Elsevier出版集团“中国高被引学者榜单——化学工程类”。
说到自己十余年在光催化领域的研究工作，张金龙浅显而形象地描述为“搭建改装光催化的楼梯”，即对传统半导体光催化材料的能带结构进行梯度调控，以实现其对可见光的吸收和利用。在张金龙看来，未来，经过光催化功能材料的喷涂，也许一直被称为“水泥森林”的城市建筑，真正能够成为“绿色建筑”，变成污染防治的好帮手。
原文来源: 中国科技网 | 发表时间:2018-03-29 | 作者：李强 王春
华理团队开发多种“改性聚合物复合材料”
当前，材料领域的科技创新日新月异，超导材料、碳纤维以及陶瓷基、树脂基复合材料等等让大众应接不暇，“材料”正向智能化、微纳化、可设计化方向发展。华东理工大学李春忠教授项目组在聚合物复合材料领域钻研多年，通过多种材料间的优势互补，研发出多种“改性聚合物复合材料”，这些“改性”材料中，既具有介电或阻燃等功能特性的环保聚氯乙烯，也有力学性能优异的聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等复合材料，未来，电梯、无线基站、汽车，都会用到这种聚合物复合材料。
李春忠介绍，比如电梯平衡补偿链是保持电梯平稳运行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但国内现有的材料含有一些欧盟法规禁用的物质，一旦燃烧过程中烟密度大，且易产生有毒气体。项目组研发的高氧指数、低烟密度无卤阻燃聚合物，弹性体满足欧盟法规要求，其阻燃和力学性能甚至超过德国和美国著名产品。
又比如无线通信所用的基站，其射频天线需要天线罩的保护，免受紫外线、风雨、温度的影响。项目组研发的材料能承受80摄氏度温度，抗紫外线、耐老化、抗风等功能强大，适合长期在户外使用，并且还是可循环使用的环保材料。
要提升聚合物复合材料的性能（韧性、刚性、强度等）和功能（阻燃、耐寒、耐高温、回弹性、密封性等），就需要在聚合物中加入不同的物质。加什么？怎么加？如何使这些物质在聚合物中的分布、物质间的磨损消耗等朝着项目组设计的方向发展？项目组经过了十多年努力，终于找到了“秘方”：界面增容、多相协同、成型设备结构设计与工艺优化，一共3个突破点，最终发明了系列具备高性能和特定功能的无机改性聚合物材料与制品。
李春忠表示，未来的竞争是材料的竞争。港珠澳跨海大桥、贵州“天眼”大口径射电望远镜……建设这些“超级工程”，先进材料功不可没。企业掌握功能强大的先进材料，往往能在市场竞争中轻松胜出。据介绍，华理团队的“改性”材料中，还包括一种聚酰胺材料，它具有很高的刚性和长期耐热性，满足了起动机齿轮高刚性、耐热、耐磨的要求，可以替代金属齿轮。这对汽车轻量化是一大利好，也能更好地节约能源。另一种PBT/PET/杂化增强体复合材料由于具有优异的耐热性和力学性能，部分指标超过了国外同类产品，已在中高档国产轿车中应用。
“复合化是材料发展的必然趋势之一。聚合物基复合材料是目前用量最大的品种”。李春忠说，他们会在新材料的研发之路上不懈奋进，开发新的功能特性，满足人们生产生活的需求。
原文来源: 新民晚报 | 发表时间:2018-04-16 | 作者：张炯强
原文链接: http://xmwb.xinmin.cn/html/2018-04/16/content_8_2.htm
【央广网】华理研究团队聚焦光催化10 余年 让“水泥森林”变为“绿色森林”
央广网上海3月29日消息（记者唐奇云 通讯员李强）新房装修后，“晾房排毒”成了必经程序，但甲醛的挥发是一个持续的过程，活性炭吸附等传统处理甲醛的方法很难从根本上解决问题。日前，华东理工大学教授张金龙团队围绕这一民生关切的研究项目——“高效光催化材料的制备及其机理”获得2017年上海市自然科学一等奖。
华东理工大学教授张金龙（图片来源：华东理工大学）
简单来说，所谓光催化，就好像植物的光合作用，一方面可以氧化有毒有害物质，另一方面还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料，或是将水分子还原成氢气等洁净能源。该技术在生产、生活中的应用，看似高精尖的科研，其实和我们的生活息息相关。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题，小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁，光催化技术都大有用武之地。
张金龙团队围绕光催化研究中如何拓展光催化材料的可见光利用效率和提高光催化量子产率这两个最关键的科学问题，开展了十余年系统深入的研究。“新房装修时，在墙面粉刷完工后，再涂抹光催化功能材料，只需光照，室内的有机污染物就能被吸附，并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗，可长期持续产生净化效果。”张金龙介绍说，“光催化技术的空气净化器，之所以能达到净化效果，关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”
据统计，目前张金龙团队在光催化领域共发表SCI收录学术论文243篇，论著被SCI他引次数过万，其中7篇代表性论文入选ESI高被引论文，1篇被“Nature Asia”作为“亮点文章”进行重点报道，1篇论文获得Elsevier出版集团环境科学类大陆最高引用率奖，2篇论文获得Elsevier出版集团最高论文引用率奖。张金龙也连续4年入选Elsevier出版集团“中国高被引学者榜单——化学工程类”。
说到自己十余年在光催化领域的研究工作，张金龙浅显而形象地描述为“搭建改装光催化的楼梯”，即对传统半导体光催化材料的能带结构进行梯度调控，以实现其对可见光的吸收和利用。在张金龙看来，未来，经过光催化功能材料的喷涂，也许一直被称为“水泥森林”的城市建筑，真正能够成为“绿色建筑”，变成污染防治的好帮手。
原文来源: 央广网 | 发表时间:2018-03-29 | 作者：唐奇云 李强
原文链接: http://www.cnr.cn/shanghai/tt/20180329/t20180329_524181012.shtml
【科学网】华东理工大学团队让“水泥森林”变“绿色森林”
新房装修后，“晾房排毒”成了必经程序。简单的通风、放置绿植、购置空气净化器、用活性炭等吸附除甲醛……可谓是能想到的、能做到的方法基本全都用上。但甲醛的挥发是一个持续的过程，活性炭吸附等传统处理甲醛的方法很难从根本上解决问题。
民众关心的问题自然也成为科学家们致力于解决的问题。“操作简单、能耗低、无二次污染、效率高，这些光催化技术的特性，使得该技术被认为是解决这一问题的最佳手段之一。”华东理工大学张金龙教授团队围绕光催化研究中如何拓展光催化材料的可见光利用效率和提高光催化量子产率这两个最关键的科学问题，开展了十余年系统深入的研究。日前，张金龙教授领衔的高效光催化材料的制备及其机理研究项目，获得2017年上海市自然科学一等奖。
“新房装修时，在墙面粉刷完工后，再涂抹光催化功能材料，只需光照，室内的有机污染物就能被吸附，并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗，可长期持续产生净化效果。”张金龙教授介绍，“光催化技术的空气净化器，之所以能达到净化效果，关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”
所谓光催化，说的简单一点就好像植物的光合作用。光催化材料通过吸收太阳光，引发一系列的氧化与还原反应，从而将太阳能转化为化学能。一方面，光催化可以氧化有毒有害物质，最终将它们分解为无毒、无味的二氧化碳和水，达到彻底清除污染的目的。另一方面，光催化技术还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料，或是将水分子还原成氢气等洁净能源。该技术在生产、生活中的应用，看似高精尖的科研，其实和我们的生活息息相关。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题，小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁，光催化技术都大有用武之地。
二氧化钛作为一种典型半导体光催化材料在降解有机污染物、空气净化、除臭、杀菌、防雾等领域得到了广泛的研究和应用。但由于二氧化钛等传统半导体光催化剂的禁带较宽（锐钛矿为3.2eV，金红石为3.0eV），仅能吸收太阳光中波长小于387nm的紫外光。然而太阳光中紫外光的能量仅占3%-5%；而且光生电子和空穴易于复合，光量子效率低，对太阳光中的可见光响应程度远远达不到工业催化的要求，阻碍了二氧化钛光催化材料的实际应用。如何重新设计半导体光催化剂的能带结构，开发具有高可见光响应范围与响应程度的光催化材料一直是光催化领域的热点。
各国都在努力早日将光催化技术应用到环境污染治理和新能源开发中去。要实现这个目标，还需要解决以下2个关键科学问题：太阳能利用率低，由于纳米二氧化钛等半导体的能带结构决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外光；量子效率低，由于光生电子复合率高，使其量子效率低，难以处理量大且浓度高的工业废气和废水。这些关键科学问题的解决有赖于深入的基础研究。张金龙教授团队通过对二氧化钛等传统半导体进行一系列改性，包括杂质元素掺杂改性、多相半导体复合改性、孔道结构功能化改性等，重新设计了半导体的能带结构，实现了光催化材料对可见光吸收强度的调控，促进了光催化量子产率的提高。
针对“能带不匹配、光能利用率低”的科学问题，张金龙教授团队设计并制备了一系列金属、非金属掺杂二氧化钛光催化材料，通过不同元素之间的协同作用成功实现了对二氧化钛能带结构的调控，拓展了二氧化钛对太阳光谱的响应范围。同时，团队通过构造有序的“反蛋白石”三维孔道结构产生了“慢光效应”，增强了催化剂对光的利用率，并成功利用“慢光效应”与“光催化”的协同作用实现了对痕量有机污染物的在线降解与循环检测，为光催化机理的研究提供了测试平台。针对“光量子产率低”的科学问题，团队通过对二氧化钛进行晶相调控产生的多相协同效应，抑制了电子空穴的复合，延长了光生电荷的寿命，并通过构造三维石墨烯高分散负载二氧化钛纳米单晶结构，增强了催化剂对可见光的响应程度，提高了光生电荷的迁移效率，大大促进了电子与空穴的分离。
目前，张金龙教授团队在光催化领域共发表SCI收录学术论文243篇，论著共被SCI他引10053次，其中8篇代表性论文SCI他引2076次（7篇入选ESI高被引论文），单篇最高SCI他引547次，20篇主要论文SCI他引3448次，1篇被“Nature Asia”作为“亮点文章”进行了重点报道，1篇论文获得Elsevier出版集团环境科学类大陆最高引用率奖，2篇论文获得Elsevier出版集团最高论文引用率奖。张金龙教授也连续4年入选Elsevier出版集团“中国高被引学者榜单——化学工程类”。
说到自己十余年在光催化领域的研究工作，张金龙教授浅显而形象地描述为“搭建改装光催化的楼梯”，即对传统半导体光催化材料的能带结构进行梯度调控，以实现其对可见光的吸收和利用。简单而执着，张金龙教授致力于光催化领域的基础研究工作，为建设绿水青山的美丽中国贡献着智慧。
党的十九大将污染防治攻坚战列为决胜全面建成小康社会的三大攻坚战之一。每日的空气指数不断挑战着人们的神经。据资料显示，白杨树被公认为植物界空气净化高手。2000多平方米光催化喷涂剂喷涂过的外墙，相当于70棵白杨树的净化效果。也就是说，每喷涂30平方米等同于种了一棵白杨树。展望光催化的未来，张金龙教授描绘到，经过光催化功能材料的喷涂，也许一直被称为“水泥森林”的城市建筑，真正能够成为“绿色建筑”，变成污染防治的好帮手。
原文来源: 科学网 | 发表时间:2018-04-08 | 作者：李强 黄辛
原文链接: http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/4/408314.shtm?id=408314
【中国新闻网】十年磨剑，为有机功能染料家族“强基扩土”
中新网上海新闻4月12日电 (李铁军 许婧)从染料敏化太阳电池到光电信息调制，从生物医学成像到疾病精准诊断，有机功能染料与当前高新技术领域关联的光、电、热、化学、生化等性质密切相关，具有广泛的应用前景，也因此成功“俘获”了不少科研工作者的“芳心”。
正是看中了其在能源和健康领域潜在的独特“魅力”，以华理化学与分子工程学院朱为宏教授为主要负责人的科研团队，自2007年起，便一头扎进这块科研“宝地”，开始了长达十余年的深耕细作。功夫不负有心人，团队在发展高稳定性有机敏化功能染料、高双稳态光致变色染料和高稳定性有机荧光染料制备方法等方面斩获颇丰，“有机功能染料稳定性强化”项目也因此获得了2017年度上海市自然科学一等奖。
强“基因”：功能特性更稳定
“有机染料敏化太阳电池具有成本低、制作工艺简单等优势，敏化染料作为其关键组成，受到了大家的广泛关注。”朱为宏表示。与此同时，有机功能染料面临的稳定性和耐久性等关键性技术瓶颈，也成为其走向实际应用的“拦路虎”。
为探索解决其在抗聚集态行为、光电转化效率、稳定性等方面存在的制约，项目针对目前给体-共轭桥-受体(D-π-A)型纯有机敏化染料，发展含多级电子受体型敏化染料，有效拓宽了染料光谱并改善染料聚集态诱导电荷复合；在轨道能级理论指导下系统引入额外的强吸电子基团作为电荷分离“阱”受体，提出含额外辅助受体的D-A-π-A模型概念，构建了多个系列结构新颖的有机敏化染料，显著提升了有机光敏化染料稳定性及光伏性能。
如团队以强给电子吲哚啉为给体，引入额外的苯并噻二唑强吸电子基团作为电荷分离“阱”，检验了D-A-π-A型创新概念的有效性。“引入额外辅助受体就好比搭了个‘台阶’，能有效离域高密度电子云并降低激发态能级，减少光、热激发诱导造成的染料降解副反应。”朱为宏解释道。以D-A-π-A新模型构建的敏化染料电池效率也由传统型的5%左右突破至11.5%，1000千小时效率耗损也由原来的30%下降至0.3%，在光电转换效率和稳定性两方面同时取得突破；D-A-π-A新模型在70余篇SCI论文标题中被突出使用，得到国内外同行广泛认可。
扩“疆土”，功能发挥更广泛
众所周知，光纤远距离传输信息的核心之一，就是要高效、精准地将电信号转换成光信号，而从有机染料分子层面实现光编码调制等，让大数据背景下海量信息的高效处理拥有了更多的机遇。团队创新地构建了基于二噻唑乙烯体系的新型光致变色染料类，具有开闭环可逆响应、100%定量转换、出色的热稳定性与可反复循环的抗疲劳性，并与美国华盛顿州立大学相关学者合作，实现了完美、高效的光编码调制，成功地将普通白光编码成表示信息的光脉冲。
此外，团队构建了“位阻性型烯桥”明星分子体系，突破性地实现了平行与反平行构象、手性异构体的分离，通过光活性响应的构象分离、切断分子内电荷转移机制，分步将开闭环光量子效率有效调控至90.6%；项目从分子轨道理论、分子势能面、单晶结构三个角度深入全面地分析了取代基位置与光致变色稳定性能的差异，对光致变色的理论作了有益补充等。
针对传统染料结构和性能难于满足应用精细化的需求，团队发展以吡喃腈为母核、结构简单、可修饰性强的高稳定性功能染料。如对接复杂生物微环境检测应用需求，发展了基于“ensemble”方法、亲水性的吡喃腈识别染料，具有特异性、近红外荧光增强特征，成功实现了在溶液和薄膜中高选择性检测焦磷酸盐的精细化应用；基于分子结构设计源头创新，构建具有自主知识产权的新型高稳定性染料母体结构―喹啉腈单元，并获得中国发明专利。值得一提的是，发展的高效率喹啉腈染料相比商品化的吲哚菁绿(ICG)稳定性提升近40倍，为发展高性能近红外染料提供了新的设计思路。此外，团队发展的高稳定性、聚合物包裹的近红外吡喃腈染料荧光前药，光稳定性远胜于商用菁染料，具有良好靶向性和低边缘效应，实现了在体、原位活体成像监测以及肿瘤前药的可视化控释。
十年磨剑，斩获颇丰。在为有机功能染料家族“强基扩土”的同时，项目相关研究成果在J.Am.Chem.Soc.、Angew.Chem.Int.Ed.、AICHEJ。等学术期刊上共发表66篇SCI论文，取得授权中国发明专利6项，培养了“国家杰青”“长江学者”“优青”“青千”，以及近50名研究生等一批专业人才，并促成多项有机功能染料产业化应用，取得了良好社会和经济效益。
原文来源: 中新网上海 | 发表时间:2018-04-12 | 作者：李铁军 许婧
原文链接: http://www.sh.chinanews.com/kjjy/2018-04-12/37366.shtml
华理团队新的研发成果彻底解决“装修毒气”
图 视觉中国
■ 制备新型二氧化钛光催化材料
■ 华理光催化科研团队 图片由华理提供
新房装修后，“晾房排毒”成了必经程序。简单的通风、放置绿植、购置空气净化器、用活性炭等吸附除甲醛……房屋主人是把能想到的、能做到的方法基本全都用上。但甲醛的挥发是一个持续的过程，很难从根本上解决问题。华东理工大学张金龙教授团队经过十年研究，研发了一种“高效光催化材料的制备及其机理”，可以彻底解决“装修毒气”。
氧化并分解有害物质
“新房装修时，在墙面粉刷完工后，再涂抹光催化功能材料，只需光照，室内的有机污染物就能被吸附，并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗，可长期持续产生净化效果。”张金龙教授介绍，“光催化技术的空气净化器，之所以能达到净化效果，关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”
所谓光催化，就好像植物的光合作用。光催化材料通过吸收太阳光，引发一系列的氧化与还原反应，从而将太阳能转化为化学能。一方面，光催化可以氧化有毒有害物质，最终将它们分解为无毒、无味的二氧化碳和水，达到彻底清除污染的目的。另一方面，光催化技术还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料，或是将水分子还原成氢气等洁净能源。该技术在生产、生活中的应用，看似高精尖的科研，其实和我们的生活息息相关。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题，小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁，光催化技术都大有用武之地。
调控可见光吸收强度
各国都在努力早日将光催化技术应用到环境污染治理和新能源开发中去。要实现这个目标，还需要解决以下两个关键科学问题：太阳能利用率低，现有的纳米二氧化钛等半导体能带结构，决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外光；量子效率低，由于光生电子复合率高，使其量子效率低，难以处理量大且浓度高的工业废气和废水。这些关键科学问题的解决有赖于深入的基础研究。
张金龙教授团队通过对二氧化钛等传统半导体进行一系列改性，包括杂质元素掺杂改性、多相半导体复合改性、孔道结构功能化改性等，重新设计了半导体的能带结构，实现了光催化材料对可见光吸收强度的调控，促进了光催化量子产率的提高。
延长了光生电荷寿命
针对“能带不匹配、光能利用率低”的科学问题，张金龙教授团队设计并制备了一系列金属、非金属掺杂二氧化钛光催化材料，通过不同元素之间的协同作用成功实现了对二氧化钛能带结构的调控，拓展了二氧化钛对太阳光谱的响应范围。同时，团队通过构造有序的“反蛋白石”三维孔道结构产生了“慢光效应”，增强了催化剂对光的利用率，并成功利用“慢光效应”与“光催化”的协同作用实现了对痕量有机污染物的在线降解与循环检测，为光催化机理的研究提供了测试平台。
针对“光量子产率低”的科学问题，团队通过对二氧化钛进行晶相调控产生的多相协同效应，抑制了电子空穴的复合，延长了光生电荷的寿命，并通过构造三维石墨烯高分散负载二氧化钛纳米单晶结构，增强了催化剂对可见光的响应程度。
喷涂外墙等于种白杨树
说到自己十余年在光催化领域的研究工作，张金龙教授形象地描述为“搭建改装光催化的楼梯”，即对传统半导体光催化材料的能带结构进行梯度调控，以实现其对可见光的吸收和利用。简单而执着，张金龙教授致力于光催化领域的基础研究工作，为建设绿水青山的美丽中国贡献着智慧。
据资料显示，白杨树被公认为植物界空气净化高手。2000多平方米光催化喷涂剂喷涂过的外墙，相当于70棵白杨树的净化效果。也就是说，每喷涂30平方米等同于种了一棵白杨树。展望光催化的未来，张金龙教授描绘到，经过光催化功能材料的喷涂，也许一直被称为“水泥森林”的城市建筑，真正能够成为“绿色建筑”，变成污染防治的好帮手。
原文来源: 新民晚报 | 发表时间:2018-04-09 | 作者：张炯强
原文链接: http://xmwb.xinmin.cn/html/2018-04/09/content_6_1.htm
《上海科技报》：优势互补造就神奇材料
——记上海市技术发明奖一等奖“基于界面增容的多相协同改性聚合物复合材料及制品开发”
当前，材料领域的科技创新日新月异，超导材料、碳纤维以及陶瓷基、树脂基复合材料等层出不穷，让人们应接不暇。华东理工大学李春忠教授项目组在聚合物复合材料领域钻研多年，通过多种材料间的优势互补，造就了很多性能优异的新材料，其项目“基于界面增容的多相协同改性聚合物复合材料及制品开发”近日获评2017年度上海市技术发明奖一等奖。
性能+功能：复合材料应用广 电梯、无线基站、汽车，都会用到李春忠教授项目组研发的聚合物复合材料。他们研发的材料既有具有介电或阻燃等功能特性的环保聚氯乙烯，也有力学性能优异的聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等复合材料。
其成果之一——电梯平衡补偿链的包裹材料，具有绿色、阻燃的特性。电梯平衡补偿链是保持电梯平稳运行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但现有的材料含有一些欧盟法规禁用的物质，燃烧过程中烟密度大，且易产生有毒气体。项目组研发的高氧指数、低烟密度无卤阻燃聚合物弹性体满足欧盟法规要求，其阻燃和力学性能均超过德国和美国著名产品。
无线通信所用的基站，其射频天线需要天线罩的保护，免受紫外线、风雨、温度的影响。项目组研发的材料能承受80摄氏度温度，抗紫外线、耐老化、抗风等功能强大，适合长期在户外使用，并且还是可循环使用的环保材料。
在汽车的车身大梁、发动机周边等所有焊接的地方，都会用到堵块。堵块材料要具备优异的综合性能，包括回弹性、密封性、刚性韧性平衡等。项目组通过研究，把诸多功能和性能都集中到一种材料上，改变了以前不同部位用不同堵块的状况，让车身周边、大梁等处用上一样的堵块，避免了装配失误带来的安全隐患。
企业+高校：协同创新成果多 要提升聚合物复合材料的性能（韧性、刚性、强度等）和功能（阻燃、耐寒、耐高温、回弹性、密封性等），就需要在聚合物中加入不同的物质。加什么？怎么加？如何使这些物质在聚合物中的分布、物质间的磨损消耗等，朝着项目组设计的方向发展？项目组内企业与高校的研发人员密切合作十多年，找到了界面增容、多相协同、成型设备结构设计与工艺优化3个突破点，发明了系列具备高性能和特定功能的无机改性聚合物材料与制品。
在验收会上，专家认为项目组制备的聚丙烯和尼龙等聚合物复合材料“性能指标达到并部分超过国外同类产品”。经测试，耐紫外线射频天线挤出外罩类材料被认为其性能指标达到或超过了国际同类产品。现已替代进口材料。低气味和低散发车用聚丙烯复合材料经多轮评估，被认为达到行业领先水平。尼龙复合材料在检测报告中，被认为综合性能优良，部分指标优于德国的产品……
未来的竞争是材料的竞争。港珠澳跨海大桥、贵州“天眼”大口径射电望远镜……建设这些“超级工程”，先进材料功不可没。企业掌握功能强大的先进材料，往往能在市场竞争中轻松胜出。国家鼓励新材料的研发和应用，也容易在节能、环保等方面取得很好的社会效益。
李春忠表示，他们会在新材料的研发之路上不懈奋进，开发新的功能特性，满足人们生产生活的需求。
原文来源: 上海科技报 | 发表时间:2018-04-13 | 作者：陶婷婷 卞慧
原文链接: http://www.duob.cn/cont/823/204148.html
《上海科技报》：光催化，让“水泥森林”变为“绿色森林”
——记2017年上海市自然科学奖一等奖“高效光催化材料的制备及其机理”
新房装修后，“晾房排毒”成了必经程序。简单的通风、放置绿植、购置空气净化器、用活性炭等吸附除甲醛……可谓是能想到的、能做到的方法基本全都用上。但甲醛的挥发是一个持续的过程，活性炭吸附等传统处理甲醛的方法很难从根本上解决问题。
民众关心的问题自然也成为科学家们致力于解决的问题。操作简单、能耗低、无二次污染、效率高，这些光催化技术的特性，使得该技术被认为是解决这一问题的最佳手段之一。华东理工大学张金龙教授团队围绕如何拓展光催化材料的可见光利用效率和提高光催化量子产率两大关键科学问题，开展了十余年系统深入的研究。日前，其领衔的“高效光催化材料的制备及其机理”研究，获得2017年上海市自然科学奖一等奖。
“新房装修时，在墙面粉刷完工后，再涂抹光催化功能材料，只需光照，室内的有机污染物就能被吸附，并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗，可长期持续产生净化效果。”张金龙介绍说，“光催化技术的空气净化器，之所以能达到净化效果，关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”
所谓光催化，说的简单一点就好像植物的光合作用。光催化材料通过吸收太阳光，引发一系列的氧化与还原反应，从而将太阳能转化为化学能。一方面，光催化可以氧化有毒有害物质，最终将它们分解为无毒、无味的二氧化碳和水，达到彻底清除污染的目的。另一方面，光催化技术还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料，或是将水分子还原成氢气等洁净能源。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题，小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁，光催化技术都大有用武之地。
二氧化钛作为一种典型半导体光催化材料在降解有机污染物、空气净化、除臭、杀菌、防雾等领域得到了广泛的研究和应用。但由于二氧化钛等传统半导体光催化剂的禁带较宽，仅能吸收太阳光中波长小于387nm的紫外光。然而太阳光中紫外光的能量仅占3%—5%；而且光生电子和空穴易于复合，光量子效率低，对太阳光中的可见光响应程度远远达不到工业催化的要求，阻碍了二氧化钛光催化材料的实际应用。如何重新设计半导体光催化剂的能带结构，开发具有高可见光响应范围与响应程度的光催化材料一直是光催化领域的热点。
要实现这个目标，还需要解决以下2个关键科学问题：太阳能利用率低，由于纳米二氧化钛等半导体的能带结构决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外光；量子效率低，由于光生电子复合率高，使其量子效率低，难以处理量大且浓度高的工业废气和废水。这些关键科学问题的解决有赖于深入的基础研究。张金龙团队通过对二氧化钛等传统半导体进行一系列改性，包括杂质元素掺杂改性、多相半导体复合改性、孔道结构功能化改性等，重新设计了半导体的能带结构，实现了光催化材料对可见光吸收强度的调控，促进了光催化量子产率的提高。
针对“能带不匹配、光能利用率低”的问题，张金龙设计并制备了一系列金属、非金属掺杂二氧化钛光催化材料，通过不同元素之间的协同作用成功实现了对二氧化钛能带结构的调控，拓展了二氧化钛对太阳光谱的响应范围。同时，团队通过构造有序的“反蛋白石”三维孔道结构产生了“慢光效应”，增强了催化剂对光的利用率，并成功利用“慢光效应”与“光催化”的协同作用实现了对痕量有机污染物的在线降解与循环检测，为光催化机理的研究提供了测试平台。针对“光量子产率低”的科学问题，团队通过对二氧化钛进行晶相调控产生的多相协同效应，抑制了电子空穴的复合，延长了光生电荷的寿命，并通过构造三维石墨烯高分散负载二氧化钛纳米单晶结构，增强了催化剂对可见光的响应程度，提高了光生电荷的迁移效率，极大促进了电子与空穴的分离。
原文来源: 上海科技报 | 发表时间:2018-04-03 | 作者：陶婷婷 李强
原文链接: http://www.duob.cn/cont/823/204016.html
【天天化工网】华东理工大学：优势互补造就神奇材料
当前，材料领域的科技创新日新月异，超导材料、碳纤维以及陶瓷基、树脂基复合材料等等让普罗大众应接不暇，“材料”正向智能化、微纳化、可设计化方向发展。华东理工大学李春忠教授项目组在聚合物复合材料领域钻研多年，通过多种材料间的优势互补，造就了很多性能优异的新材料，其项目“基于界面增容的多相协同改性聚合物复合材料及制品开发”近日获评2017年度上海市技术发明一等奖。
性能+ 功能：复合材料应用广
电梯、无线基站、汽车，都会用到李春忠教授项目组研发的聚合物复合材料。他们研发的材料既有具有介电或阻燃等功能特性的环保聚氯乙烯，也有力学性能优异的聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等复合材料。
其成果之一——电梯平衡补偿链的包裹材料具有绿色、阻燃的特性。电梯平衡补偿链是保持电梯平稳运行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但现有的材料含有一些欧盟法规禁用的物质，燃烧过程中烟密度大，且易产生有毒气体。项目组研发的高氧指数、低烟密度无卤阻燃聚合物弹性体满足欧盟法规要求，其阻燃和力学性能均超过德国和美国著名产品。
无线通信所用的基站，其射频天线需要天线罩的保护，免受紫外线、风雨、温度的影响。项目组研发的材料能承受80度温度，抗紫外线、耐老化、抗风等功能强大，适合长期在户外使用，并且还是可循环使用的环保材料。
在汽车的车身大梁、发动机周边等所有焊接的地方，都会用到堵块。堵块材料要具备优异的综合性能，包括回弹性、密封性、刚性韧性平衡等。项目组通过研究，把这么多功能和性能都集中到一种材料身上。他们改变了以前不同部位用不同堵块的状况，让车身周边、大梁等处用上一样的堵块，避免了装配失误带来的安全隐患。
企业+ 高校：协同创新成果多
要提升聚合物复合材料的性能（韧性、刚性、强度等）和功能（阻燃、耐寒、耐高温、回弹性、密封性等），就需要在聚合物中加入不同的物质。加什么？怎么加？如何使这些物质在聚合物中的分布、物质间的磨损消耗等朝着项目组设计的方向发展？项目组内企业与高校的研发人员密切合作十多年，找到了界面增容、多相协同、成型设备结构设计与工艺优化3个突破点，发明了系列具备高性能和特定功能的无机改性聚合物材料与制品。
其成果在第三方的评价中可窥见一斑——上海市科学技术委员会主持的验收中，验收专家认为项目组制备的聚丙烯和尼龙等聚合物复合材料“性能指标达到并部分超过国外同类产品”。耐紫外线射频天线挤出外罩类材料经江苏省产品质量监督检验研究院等单位测试，认为其性能指标达到或超过了国际同类产品美国吉安Geon87364，现已替代进口材料。低气味和低散发车用聚丙烯复合材料经上海泛亚技术中心等机构多轮评估，被认为达到行业领先水平。尼龙复合材料在瑞士通标标准技术服务有限公司的检测报告中，被认为综合性能优良，部分指标优于德国朗盛公司的产品……
项目实施过程中，得到国家自然科学基金重点项目、上海市重点科技攻关项目、上海市纳米科技专项和江苏省科技成果转化专项等的支持。项目组获得了授权中国发明专利26项，申请PCT专利2项，发表SCI和EI论文32篇。
节能+ 环保：经济社会效益佳
未来的竞争是材料的竞争。港珠澳跨海大桥、贵州“天眼”大口径射电望远镜……建设这些“超级工程”，先进材料功不可没。企业掌握功能强大的先进材料，往往能在市场竞争中轻松胜出。国家鼓励新材料的研发和应用，也容易在节能、环保等方面取得很好的社会效益。
项目组研发的电梯平衡补偿链产品，不仅可以减少摩擦噪声、增加运行平稳性，而且有阻燃、抑烟作用，售价还比国外同类产品降低20%。
他们研制的一种聚酰胺材料具有很高的刚性和长期耐热性，满足了起动机齿轮高刚性、耐热、耐磨的要求，可以替代金属齿轮。这对汽车轻量化是一大利好，也能更好地节约能源。另一种PBT/PET/杂化增强体复合材料由于具有优异的耐热性和力学性能，部分指标超过了国外同类产品，已在中高档国产轿车中应用。据新华社消息，2017上半年，全国机动车比2016年底增加938万辆。简单一算，就能看出新材料蕴含多么显著的经济和社会效益。
“复合化是材料发展的必然趋势之一。聚合物基复合材料是目前用量最大的品种。”项目组的老师表示，他们会在新材料的研发之路上不懈奋进，开发新的功能特性，满足人们生产生活的需求。
原文来源: 华东理工大学 | 发表时间:2018-03-30 | 作者：天天化工网
原文链接: http://pu.chem366.com/News_v2/2018-03-30/1231720
