能源和资源是人类进步的基石。本团队重点关注能源与资源的结合，尤其是关键原材料的分离过程。深入研究基于原子、分子、流体和系统等多尺度的科学原理，致力于研发新型多孔材料、分离过程和系统，促进化学、化工和材料等多学科交叉融合。

具体研究方向有：

1）新型多孔材料研发：通过分子筛、MOF等多孔材料骨架设计、元素掺杂和表面修饰等方法，调控其表面特性，探索其在气体分离领域的应用，如CO2和CH4捕集、H2和He纯化、以及VOCs处理等；

2）化工分离系统设计：研究吸附、萃取等分离过程中的热/动力学特性，用于指导分离过程强化与超纯金属化合物制备；

3）绿色低碳与未来能源：开展空气直接制氢、CO2捕集与催化转化等能源相关的研究工作。

• 多孔材料合成、表征与应用

以机器学习、DFT等为基础，结合材料合成、特定元素掺杂、孔结构调控等方式设计合成功能性多孔材料，致力于加深对材料的结构及其吸附热力学、动力学等基础科学的理解，解析小分子的内在分离机理，实现其在气体分离和关键金属分离方面的应用。

团队设计合成的离子液沸石分子筛由实验室走向应用

• 变压吸附循环工艺研发与优化

以吸附-解吸机制和流程为基础，结合Aspen Adsorption等流程模拟工具，进一步开发更加精准的流程模拟工具；

发展吸附塔效率模型，指导设计并优化具有应用前景的吸附循环工艺流程，实现其规模化应用。

基于Aspen Adsorption开发变压吸附流程及新装备

• 碳捕集与利用

以“双碳”目标位导向，结合产业特色，发展CO₂、CH₄捕集新理论和新技术。

变压吸附捕集燃煤烟道气中CO₂

• 固态电解质及电催化

以固态导电介质为电解质，结合电极催化，实现“绿氢”的高效制备。

绿氢生产路线简图