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常铮

常铮

副教授

女;副教授,硕士生导师。

电子邮箱chagnzheng@mail.buct.edu.cn







【教育背景】

1994.9-1998.7    北京化工大学    工业分析专业              工学学士

1998.9-2001.7    北京化工大学    应用化学专业              工学硕士

2002.9-2006.10  法国Blaise Pascal 大学  材料科学与化学专业    博士

                            北京化工大学    应用化学专业              工学博士

【工作经历】

2014.1-2015.1  德国RWTH Aachen 大学                     访问学者

现任职于北京化工大学理学院,副教授。

【研究方向】

(1) 电吸附技术的研究及开发

(2) 碳材料的控制合成及电化学性能、催化性能研究

(3) 金属氧化物的控制合成及电化学性能、催化性能研究

【科研成果】

  目前主要从事无机纳米材料的设计合成及其在电化学方面的应用研究。近年来,作为项目负责人主持国家自然科学基金2项,教育部留学回国人员科研启动基金1项,作为学术骨干参与多项国家支撑计划,863和973项目的研究工作。在J. Mater. Chem.,Chem. Commun., Inorg. Chem.,Nanoscale, Nano Res.等国外学术刊物上发表研究论文几十篇,申请国家发明专利十多项。


   国家自然科学基金面上项目“纳微孔掺杂碳材料的结构优化及其在离子选择性电吸附领域的应用”(项目编号:21471014)的简介如下

  电吸附技术是近年发展起来的一种新型水处理方法,其应用领域涉及工业废水处理、苦咸水淡化、海水脱盐等。碳材料作为电吸附电极受到了广泛的关注。但是目前电吸附容量有待提高,对电吸附选择性的研究也迫在眉睫。本项目从新型碳电极材料的控制合成入手,开发新的合成方法,通过调变造孔剂、活化剂、掺杂源等技术手段,制备出多种比表面积大、孔隙度丰富、表面组成可调的新型碳材料。选用盐湖常见金属离子(Na+,K+,Li+,Rb+,Mg2+,Ca2+,Al3+,Cu2+,Fe3+,Co2+,Ni2+等)作为研究目标,对新型碳材料的电吸附性能进行评价。通过对碳材料的表面特征(包括比表面积、孔结构、表面组成等)、电化学性质(包括比电容、充放电性能、电阻等)、电吸附性能(包括吸附容量、离子去除率、吸/脱附速率、循环稳定性、吸附动力学以及离子选择性等)的系统分析,最终筛选出4类具有大电吸附容量、优秀再生能力和离子选择性的碳电极材料:它们是分别来源于EDTA、PVDC、PVC废旧塑料、柠檬酸的掺杂型多级孔碳材料。这4类碳材料都具备多级孔结构(10 nm以下的纳微孔居多),大比表面积(700~2200 m2∙g-1)、高掺杂量(N掺杂量>3%,S掺杂量甚至高达13%),以及较好的超电容性能(中性溶液中180~240 F∙g-1)等特点。它们的电吸附容量较高(>30 mg∙g-1),超过目前大多数文献报道;离子去除率较大(60~99%);再生能力较好。通过对碳材料的组成结构与电吸附性能内在联系的探讨,揭示了碳材料的孔结构、比表面积、杂原子掺杂、比电容值等特征与电吸附性能的相互关系。此外,4种材料实现了对不同金属离子的选择性电吸附,揭示了影响电吸附选择性的关键因素。电吸附选择性由金属离子的价态、水合半径、水合子半径和碳材料孔结构匹配度、电子结构、离子与掺杂元素之间作用力等因素决定。本研究不但有助于发展碳材料的无机合成路线,设计制备具有工业价值和适应盐湖资源有效利用的碳电吸附电极,实现对盐湖中多种金属离子的选择性吸附,而且也提供电吸附构效关系的规律,为最终实现高效、稳定、实用的电吸附电极材料提供科学基础。尤其是基于PVC废旧塑料开发的一类碳材料,不仅具有较高的比电容值和较好的电吸附性能,而且实现了白色污染物的处理和再利用,符合国家的长远发展目标。以上研究结果,项目组发表 SCI 收录论文 17 篇;申请国家发明专利 7项,其中2 项获得授权;毕业研究生 8 名。