污染防治材料与技术研究组成立于2012年。目前团队共有36人，包括研究员1名，副研究员3名，助理研究员2名，博士后2名，研究实习员和工程师9名，硕、博士研究生13名。近年，团队承担国家基金、省部级基金、地方政府和企业委托研发项目近20项，获资助经费超3000万。在产业化开发取得一些有特色成果，围绕“污染防治材料与技术”展开，主要涉及高压静电纺丝纳米纤维膜材料的制备与应用研究（细颗粒物过滤膜、正渗透膜、蒸馏膜），高效吸附与催化功能材料开发，工业废水零排放技术研发，船舶尾气与压载水处理技术和微污染物快速检测（SERS基底）等。具体介绍如下：

     静电纺丝的基本原理是通过在纺丝液与接收装置之间施加上高压产生电势差，从而使液滴所受的电场力逐渐增大，进而克服表面张力，液滴也被慢慢的纵向拉伸成临界状态的泰勒锥形状，当电场力足够大时，液滴便克服表面张力加速形成射流，最终在接收装置上形成微米或纳米级的纤维。 目前，除了单一的高分子聚合物原料，金属单质、金属氧化物和无机粘土等也被掺入到聚合物溶液成功的制备成各种形貌、各类特定功能的纤维。静电纺丝纳米纤维可通过操纵其排列、堆叠、或折叠而组装成有序的阵列或分层结构，且静电纺丝纳米纤维具有孔隙小、孔隙率高、比表面积大的优点，故被应用于环境保护、药物输送、组织工程学和再生医学、智能纺织品、催化剂、传感器、能量收集/转化/存储等诸多领域。

  

图1 静电纺丝原理及其应用场景

图2 课题组制备的纳米纤维微观形貌

高压静电纺丝纳米纤维膜材料制备与应用研究（细颗粒物过滤膜、正渗透膜、蒸馏膜）

       进入21世纪以来，以静电纺丝为代表的纳米材料制备工艺因其通用性高、设备简单稳定、材料成型可控的特点成为了纳米材料制备领域的宠儿。该方法制备的纳米纤维膜具有可控的纤维形态和直径，比表面积大，孔隙率高，孔径分布窄及独特的多孔互连结构等特点，使其在细微粒子捕捉方面优势十分显著，而且其工艺过程相对简单，可重复性强，有望成为一种制备低成本高精度滤材的新方法。

图3 微纳复合结构的空气过滤材料

图4 正渗透膜制备过程

图5 蒸馏膜原理及过程

纳米纤维与纳米粒子自组装材料制备与应用

       纳米粒子的自组装以纳米粒子为组装单元,目标是把微观尺度和宏观尺度之间的空白连接起来。纳米粒子的自组装通过调节纳米尺度下粒子之间的相互作用来控制粒子在整个组装体上的分布。纳米粒子的自组装致力于构筑更多的复杂有序的结构,其中有一些是大分子自组装所不能获得的。

图6 纳米粒子自组装过程

高效吸附与催化功能材料开发

       目前，课题组开发了一些列的高效吸附与催化功能材料，包括水体污染物及气体吸附材料、光电催化材料以及电容去离子电极材料，并具有完整且具有检测资质的吸附组件及净化设备的性能评价体系。

图7 纳米纤维基吸附催化材料

微污染物快速检测

      近年来，表面增强拉曼散射（surface enhanced Raman scattering, SERS）技术发展迅速，不仅可以构建具有分子识别能力的超灵敏传感平台，而且可以实现单分子检测。SERS技术已广泛应用于DNA、 金属离子、微塑料等生物分子的定量检测。课题组长期从事表面增强拉曼光谱（SERS）检测方法的研究，取得了系列研究成果。

图8 SERS基底检测技术

 工业废水零排放技术

      伴随着国内废水零排放技术的研发与进步，工业废水零排放基本能达到要求。但在实践操作过程中，由于水质情况的复杂化，工艺装置的不稳定，实际操作经验匮乏等原因，达到废水零排放的目标，还存在一定的困难。课题组经过前期的不断研究，提出了预处理、热法浓缩、旁路烟道蒸发等相结合的处理技术，相关研究成果在国内火力火电厂得到了积极试用。

图9 脱硫废水的产生

               图10 简单预处理+旁路烟道蒸发                    图11 预处理+浓缩减量+旁路烟道蒸发                图12 热法浓缩+旁路烟道蒸发

船舶尾气与压载水一体化处理技术

      针对船舶尾气和压载水无控排放导致港区生态破坏和环境恶化的问题，建立尾气处理能力不小于100立方米/小时，压载水处理能力不小于25立方米/小时的船舶尾气与压载水一体化处理示范装置。该系统不仅可以同时有效处理船舶尾气与压载水问题，而且大大减少了处理系统的体积，十分有利于船舶上的推广应用。

                                                   

                                                                               图13 船舶尾气与压载水一体化处理系统示意图