北京化工大学材料学院曹兵

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曹兵，北京化工大学教授，博导，东京工业大学博士。1999年4月至2001年8月在东京工业大学化学工程系任助理教授；2000年3月－2002年8月在美国路易斯安娜州立大学化学工程系进行博士后研究；2002年9月至2006年6月任中国蓝星集团中蓝膜技术有限公司技术中心主任；2006年6月起任北京化工大学材料科学与工程学院教授，现任北京化工大学科技处处长。1992年以来长期在国内外大学、科研结构及工业部门从事膜分离科学与技术的研究开发与应用工作,尤其在膜法水处理工艺、项目管理与实施等方面经验丰富且成果显著。主要研究领域包括膜材料及组器设计、膜分离工程、膜环保应用等。


曹 兵  教授，博导
办公室：综合楼409室
电话：010-64413857、64432118
Fax：010-64414694
Email：bcao@mail.buct.edu.cn
北京市朝阳区北三环东路15号，北京化工大学52信箱 邮编：100029
研究室网站http://www.cmse1.buct.edu.cn/membranes/

教育研究经历：
1994年-1999年，东京工业大学，化学工程，博士研究生
1999年-2001年，东京工业大学，化学工程系，教师
2000年-2002年，路易斯安娜州立大学，化学工程系，博士后
2002年-2006年，中国蓝星集团中蓝膜技术有限公司，技术中心主任
2006年-至今，北京化工大学材料科学与工程学院

研究领域：
1、新型水处理膜材料的研究
   针对超滤、纳滤及渗透汽化膜应用，主要以聚酰亚胺、聚芳硫醚砜、聚乙烯醇及石墨烯为基础材料，设计并开发平板、管式及中空纤维膜材料的制备方法并研究其结构-性能的关系。
2、新型膜组器与系统的研究开发
   针对平板、管式及中空纤维膜材料的应用，研究开发新型膜组器及系统的设计与制备方法。
3、膜应用技术研究
   利用开发的新型膜材料，研究开发含油污水、含有机溶剂及聚合物污水的资源化处理技术；垃圾渗滤液、化工、煤炭等行业高污染废水的处理技术；海水、反渗透浓水等高盐废水的脱盐技术。

主要研究成果：
2007年入选教育部新世纪优秀人才计划；作为项目负责人主持国家科技支撑计划、国家自然科学基金、教育部重大研究项目以及企业课题多项。在国内外学术期刊发表论文120余篇，其中被SCI收录80篇，授权专利5项。
代表性文章
(1)   Zhang, C.; Li, P.; Cao, B., Electrospun Microfibrous Membranes Based on PIM-1/POSS with High Oil Wettability for Separation of Oil-Water Mixtures and Cleanup of Oil Soluble Contaminants. Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54, 8772-8781.
(2)   Xu, T.; Meng, Q.; Shen, T.; Cao, B., Facile synthesis of submillimeter sized graphene oxide by a novel method. RSC Adv. 2015, 5, 73737-73741.
(3)   Wang, J.; Jia, P.; Pan, K.; Cao, B., Functionalization of polyacrylonitrile nanofiber mat via surface-initiated atom transfer radical polymerization for copper ions removal from aqueous solution. Desalin. Water Treat. 2015, 54, 2856-2867.
(4)   Tian, G.; Liu, L.; Meng, Q.; Cao, B., Facile synthesis of laminated graphene for advanced supercapacitor electrode material via simultaneous reduction and N-doping. J. Power Sources. 2015, 274, 851-861.
(5)   Pan, K.; Li, H.; Liang, B.; Qi, G.; Cao, B., Synthesis of well-defined responsive membranes with fixable solvent responsiveness. Polym. Int. 2015, 64, 138-145.
(6)   Liu, Y.; Cao, B.; Jia, P.; An, J.; Luo, C.; Ma, L.; Chang, J.; Pan, K., Layer-by-Layer Surface Molecular Imprinting on Polyacrylonitrile Nanofiber Mats. J. Phys. Chem. A. 2015, 119, 6661-6667.
(7)   Liang, B.; Zhan, W.; Qi, G.; Lin, S.; Nan, Q.; Liu, Y.; Cao, B.; Pan, K., High performance graphene oxide/polyacrylonitrile composite pervaporation membranes for desalination applications. J. Mater. Chem. A. 2015, 3, 5140-5147.
(8)   Khalid, B.; Meng, Q. H.; Cao, B., A non-enzymatic thermally reduced Cu nanoparticle based graphene-resorcinol benzaldehyde glucose sensor. Mater. Res. Innovations. 2015, 19, 91-96.
(9)   Wang, J.; Luo, C.; Qi, G.; Pan, K.; Cao, B., Mechanism study of selective heavy metal ion removal with polypyrrole-functionalized polyacrylonitrile nanofiber mats. Appl. Surf. Sci. 2014, 316, 245-250.
(10) Qu, T.; Pan, K.; Li, L.; Liang, B.; Wang, L.; Cao, B., Influence of Ultrasonication Conditions on the Structure and Performance of Poly(vinylidene fluoride) Membranes Prepared by the Phase Inversion Method. Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 8228-8234.

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材料学院曹兵教授、李培副教授（通讯作者）研究团队在《Nature Communications》发表题为“Tailoring the molecular structure of crosslinked polymers for pervaporation desalination” 的研究论文。高浓度盐水的脱盐处理是一个世界性难题，目前有效的解决方案聚焦在膜法的渗透汽化技术上，而膜技术的核心是膜材料的设计与制备。研究团队通过分子模拟与实验相结合的方法，解明了物质在膜材料中传质移动的机理，明确了多层复合膜结构的设计思路以及各功能层材料合成与制备的方法，开发出了可实现规模化制备的工艺路线，制得的渗透汽化复合膜的水通量达到234.9 ± 8.1 kg m-2 h-1，是目前公开报道的最优数值的三倍以上，完全具备了进行工业应用的能力。此项研究的成果为解决高浓度废水脱盐处理、解决淡水资源短缺的重大需求提供了确实可行的技术支撑。
本文第一作者是我校材料学院博士研究生薛云龙，北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费的资助。