研究方向：电膜分离过程在水质净化、纯化、废水深度处理和特种化工分离中的应用；膜法清洁生产技术；新型集成膜过程的开发及应用研究（纯水与超纯水制备、水深度软化、海水及苦咸水淡化、基于“膜-电”耦合的有机酸、有机碱。 项目简介： 近年来，在海水淡化、苦卤水和众多工业废水处理领域，高含盐水体的处理正迅速成为相关行业发展的制约瓶颈。诸如浓海水的减量化再浓缩、苦卤水浓缩、高含盐工业废水脱盐或盐浓缩等，在操作压力、防腐、安全性、经济型、技术指标等方面均已超出了常规反渗透技术的能力。即使采用代价高昂的高压反渗透技术，其所获得的浓缩液质量浓度一般也低于 8-10%，对浓缩液减量化的作用有限。 本项目针对高压反渗透难以处理高含盐水体的固有缺陷，以及常规电渗析（ED）技术在处理高含盐水体时难以克服的电流泄露、高电耗、异相离子膜电阻较高、电极室电压降大等不足，在多年电驱动膜技术及设备研发、应用的成果基础上，开发节能型、高可靠、高电流效率的新型超能电渗析（SED）成套技术与关键装备，采用 100%国产化材料实现批量生产，浓缩液质量浓度达到 20%水平，总体达到国际先进水平。

本发明公开的一种适用于拜耳法的赤泥无害化综合回收利用工艺主要是脱除赤泥中碱性物并通过技术手段大量提选赤泥中的铁矿物，同时，将具有放射性的矿物如锆石、独居石等从赤泥中分离出来，分离后的赤泥尾矿作为大宗原料用于水泥加工、砖瓦烧制、筑路等，或者用作矿井充填材料等，将赤泥矿物“变废为宝”、“吃干榨净”，实现赤泥的大规模资源化利用，从根本上解决了赤泥筑坝堆存引起一系列的资源、环境问题和安全隐患。

以工业发酵柠檬酸的废弃玉米渣（含菌丝体）和食用菌工厂化栽培产生的大 量菌根、菌渣为原料，采用高效生物转化和膜谱分离技术制备新一代植物源氨糖 产品，具有高纯度、无甲壳致敏源、无腥味、无重金属污染的特点，能够促进关 节软骨恢复、缓解骨关节痛、辅助治疗骨关节炎，是重要的医药和功能食品原料。 项目申报专利 13 件，其中授权发明专利 3 件，授权实用新型专利 2 件；获得省高新技术产品 5 个；获国家星火计划 1 项、江苏省重大成果转化 A 类项目 1 项、国际科技合作计划（中以合作项目）1 项、江苏省重点技术创新计划项目 1 项江苏省绿色制造清洁生产及工业循环经济项目 1 项；获具有国际先进水平的省级鉴定成果 2 项；获中国发明创业银奖 1 项。项目实施应用单位建立了新型氨糖柔性生产线，生产的产品总量占国内生产总量的 20%以上，近三年来新增销售 11.3亿元，新增利润 1.22 亿元，税收 5088 万元，出口创汇 5947 万美元。项目解决了原料几丁质含量低、提取效率低、精制工艺难等瓶颈问题，提升了氨糖产业的技术水平和综合效益。 

“基于共轭化-诱导组装-自交联耦合从亚油酸制备有序微胶囊的微加工机制”研究得到国家自然科学基金的资助（21276113）。以源自油脂的天然小分子亚油酸为载体原料，经双键共轭化-诱导组装-自交联的微加工过程，制备兼具成份绿色化、尺度多元化、构造有序化、形貌稳定化、载体功能化“五化”特征的有序微胶囊，以共轭亚油酸构建了第一种天然脂肪酸的非 pH 敏感型脂肪酸囊泡、生理 pH 环境适用的脂肪酸囊泡和刺激响应性囊泡载体。 

本发明公开了一种聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物／氢氧化镁-碳纳米管复合阻燃材料的制备方法和应用，由下述组分经过熔融共混热压成型制成，将100重量份聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和1-10重量份基于碳纳米管基体的单分散氢氧化镁纳米粒子置于密炼机中，熔融混炼、热压成型、冷却固化。采用碳纳米管为载体，降低氢氧化镁粒径，使其实现纳米级分散。提高氢氧化镁与聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接触面积，提高聚合物阻燃性能。

本发明公开了超顺磁性氧化铁纳米颗粒在制备用于治疗神经性疾病的神经磁刺激增强剂中的应用。一种基于磁性纳米材料和外磁场作用，可实现脑深部神经磁刺激的方法和系统构造。本发明利用超顺磁性氧化铁纳米颗粒的良好相容性和磁场响应特性，将超顺磁性氧化铁纳米颗粒递送到特定脑区，在一个特定外加磁场作用下，磁性纳米颗粒放大磁场效应，刺激周围的神经细胞，实现神经环路的活化，达到治疗一些神经性疾病的目的。

常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒，其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料，其结构可以有效地保护酶分子活性中心，同时提供更好的底物迁移微环境，从而实现有效的催化作用，载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子，具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性，其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战，同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发，设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合（ATRPase）和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶（SOD-like）和过氧化物酶（POD-like）特性，可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前，相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题，发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德国应用化学》） 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位，硕士生齐美园为第一作者，王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.（a）人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程（b）模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂，修饰有双键的赖氨酸（N-acryloyl-L-lysine）为聚合单体，在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷，最后通过亚铁配位交联，从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系（如图1所示）。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂，同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶，先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ，进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同时，ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备，用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用，近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf课题组网站：https://qgwang.tongji.edu.cn/