大连理工大学化工学院张淑芬

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张淑芬，大连理工大学教授，长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者。长期从事精细化工方面教学科研工作，主要学术方向为：染料化学与光化学、生物质资源开发的基础研究、精细化工合成新技术、光子晶体光物理生色材料。研究工作得到包括国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目等9项国家自然科学基金的资助、国家“863”项目、国家科技支撑计划资助以及多项省部级资助，获得了国家和省部级科技成果奖5项，何梁何利科学与技术创新奖。


张淑芬
基本信息
Personal Information
教授 博士生导师 硕士生导师
任职 : 化学工程与技术一级学科负责人
性别：女
毕业院校：大连理工大学
学位：博士
在职信息：在职
所在单位：精细化工国家重点实验室
学科：应用化学 精细化工 有机化学
办公地点：大连市高新区凌工路2号西部校区化工楼E434房间
联系方式：0411-84986265
电子邮箱：zhangshf@dlut.edu.cn
个人简介
Personal Profile
张淑芬，长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者。
长期从事精细化工方面教学科研工作，主要学术方向为：染料化学与光化学、生物质资源开发的基础研究、精细化工合成新技术、光子晶体光物理生色材料。研究工作得到包括国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目等9项国家自然科学基金的资助、国家“863”项目、国家科技支撑计划资助以及多项省部级资助，获得了国家和省部级科技成果奖5项，何梁何利科学与技术创新奖。
迄今为止，已获授权发明专利28项，其中授权中国发明专利23项，美国发明专利4项，德国发明专利1项。发表学术论文被SCI收录170篇，EI 185篇，CNKI （中国期刊全文数据库）246篇，他引3000多次。
培养访问学者、博士后、博士生和硕士研究生近100 人。
教育经历Education Background
1992.91995.7大连理工大学精细化工博士
1989.91992.7大连理工大学精细化工硕士
1978.91982.12沈阳化工学院辽阳化纤分院基本有机合成学士
1975.91978.6辽阳县高中无
工作经历Work Experience
2006.1至今大连理工大学长江学者特聘教授
1999.82005.12大连理工大学教授
1997.81999.8大连理工大学副教授
1995.71997.8大连理工大学讲师
1982.121989.9中石化辽阳化学纤维工业公司研究院助工
研究方向Research Focus
染料化学光化学
生物质资源开发利用基础研究
精细化工清洁合成技术
光子晶体光物理生色材料
社会兼职Social Affiliations
2010.11至今染料产业技术创新战略联盟技术委员会主任
2009.4至今中国化工学会精细化工专业委员会副主任委员
2004.8至今中国化工学会染料专业委员会副主任委员
2011.1至今染料与染色编委会主任委员
2009.1至今精细化工编委会副主任委员
2009.1至今精细与专用化学品编委会副主任委员
2016.11至今The Member of  Editorial Panel of Coloration Technology
2005.1至今中国化工学会理事
2010.72013.6国家自然科学基金委员会第十三/十四届化学科学部专家评审组成员
论文成果
•        Zhao, HJ (Zhao, Hongjuan).Deep-coloured polyester/cotton blends with low concentrations of polymethylol dyes by a one-pass continuous dyeing process.COLORATION TECHNOLOGY.2015,131(3):218-228
•        Zhao, HJ (Zhao, Hongjuan).High Dye Fixation Efficiency Single-Step Dyeing and DP Finishing Process with Polymethylol Dyes and DMDHEU.FIBERS AND POLYMERS.2015,16(5):1057-+
•        Guo, H (Guo, Hong).Removal of cadmium(II) from aqueous solutions by chemically modified maize straw.CARBOHYDRATE POLYMERS.2015,115:177-185
•        Guo, H (Guo, Hong).Separation of Cd(II) and Ni(II) in a binary mixture through competitive adsorption and acid leaching.RSC ADVANCES.2015,5(113):92885-92892
•        Liang, D (Liang Dong).Numerical and Experimental Investigation of the Effect of Geometrical Parameters on the Performance of a Contraction-Expansion Helical Mixer.INTERNATIONAL JOURNAL OF CHEMICAL REACTOR ENGINEERING.2014,12(1)
•        Liang, D (Liang Dong).A Contraction-expansion Helical Mixer in the Laminar Regime.CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING.2014,22(3):261-266
专利
•        雾化器-管路偶联连续化制备水溶性偶氮染料的方法
•        阳离子聚糖衍生物及其制备方法
•        阴离子聚糖衍生物
•        水溶性偶氮染料的螺旋管混沌混合的连续化制备方法
•        一种高羰基含量氧化淀粉的制备方法
科研项目
•        活性染料连续化生产近零排放关键技术, 国家科技部 , 2017/07/01, 进行
•        温和条件染色的新型反应性染料开发, 自选课题, 2017/10/12-2018/10/12, 进行
•        氟均三嗪反应性染料开发, 企事业单位委托科技项目, 2017/01/10-2017/12/30, 进行
•        光转化功能分子设计合成及应用, 主管部门科技项目, 2013/12/31, 进行
•        合成植物胶囊用羟丙基淀粉, 企事业单位委托科技项目, 2016/07/01-2019/06/30, 进行
•        以生物质多糖微球为模板的反蛋白石生色材料的构建与性能, 国家自然科学基金项目, 2015/08/18, 进行

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大连理工大学张淑芬教授团队“低聚合度多羧酸大分子染料的创制与工业化应用”科研成果达到国际领先水平

近日，中国石油和化学工业联合会在北京组织有关专家，对大连理工大学张淑芬教授团队完成的“低聚合度多羧酸大分子染料的创制与工业化应用”进行了科技成果鉴定。鉴定委员会听取了该项目工作总结、技术报告、用户意见、经济效益与社会效益分析报告、产品安全性评价及查新报告，审阅了相关技术资料，经质询和讨论，评价该成果达到国际领先水平。

针对传统皮革染料上染率和染色坚牢度低，金属络合染料染色后易造成重金属含量超标，不符合“生态皮革”染整要求的现状，张淑芬教授团队创制了新型低聚合度多羧酸大分子染色用染料，创新点如下：

1、创制了黄、红、蓝、棕色低聚合度多羧酸大分子新型染料。通过调控多羧酸分子量分布、聚合度和发色体接枝率，使染料分子易渗入皮革内部，羧基与皮革胶原蛋白以盐键结合，用于皮革染色，色泽饱满、匀染性、透染性好、上染率接近100%，解决了黄、红、蓝、棕色等皮革耐迁移性、耐摩擦性差等问题。

2、创制了黑色新型多羧酸水溶性染料。通过调控多硫键断裂和巯基加成不饱和酸比例，得到了分子量分布可控、水溶性好的新结构多羧酸黑色染料，反应具有原子经济性，染料结构无毒无刺激性。用于皮革染色，黑度高、匀染性好、透染性好、上染率接近100%，解决了黑色皮革耐迁移性、耐摩擦性差等问题。

3、发明了低聚合度多羧酸染料清洁制造技术。开发了马来酸酐循环聚合技术，使聚马来酸酐收率达到90%以上；创制了溴氨酸乌尔曼缩合一价铜络合物的催化剂体系，显著提高了缩合反应及染料收率；建立了连续化偶合反应技术，大幅提升了偶合反应效率；实现了母体分子和反应基团近100%接入大分子的低聚合度多羧酸大分子染料清洁制造。

该成果已获授权发明专利10件，其中美国发明专利3件，形成了完整的自主知识产权体系。发表的文章受到国内外同行高度评价。在金华双宏等四家大型染料企业成功应用，近三年染料累计产量1.5万吨，实现销售额6.237亿元，利税1.394亿元，经济、社会和环境效益显著。

张淑芬教授团队长期坚持染料领域科技创新为行业发展服务。该项鉴定成果是他们团队继2016年“基团功能强化的新型反应性染料创制与应用”获得国家技术发明二等奖、2018年4月张淑芬教授获得中国染料百年科技贡献奖、被誉为“杰出的染料科研教育家”后的又一科研成果，对推动我国皮革染料性能提升、实现着色皮革向高档化发展、消除皮革染色色污染均具有重要意义。

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高相变焓值定形相变储热材料

相变材料 (PCM，Phase Change Materials) 通过物理相态的转变实现热能的存储与释放，具有储能密度大、温度变化小的优点，在工业余热回收、太阳能利用、建筑节能及热能管理与温度调节等领域具有广阔的应用前景。而传统相变材料相变后易流动，需额外封装，但由于封装材料自身无相变特性，导致得到的复合材料相变焓值显著下降，难以获得高相变焓值的定形相变材料。

最近，精细化工国家重点实验室张淑芬教授团队的唐炳涛教授与吕荣文教授合作，在该领域取得重要进展，即在前期相关工作的基础上 ( Adv Func Mater, 2013,23, 4354-4360; Appl Energ,2016, 184, 241-246; J Mater Chem A, 2017, 5, 958-968)，两位老师共同指导的博士生张宇昂同学利用三苯基甲烷三异氰酸酯 (TTI) 与聚乙二醇 (PEG) 交联聚合，形成具有相变性能的三维交联网络(PC3D)，进一步负载链状聚乙二醇（PEG），形成半互穿网络结构，同时赋予材料定形与高相变潜热特性。通过调节链状PEG的分子量，可以调节材料的相变温度。实验结果表明，PC3D与链状PEG形成了半互穿网络结构并形成了统一的结晶区，由于PC3D本身具有相变性能，该复合材料在形状稳定的同时还具有高的相变焓值 (＞169.7 J/g)，且相变温度在45.3~61.4°C范围内可调，并具有良好的定形效果、热稳定性和循环稳定性，具有广阔的应用前景。该研究为制备高相变焓值定形相变储热材料提供了新思路，相关成果发表于AIChE. J., 2018,64, 688-696。

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低聚合度多羧酸大分子染料的创制与工业化应用

获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖

我国是染料生产大国，也是皮革生产大国。皮革行业最终产品是皮衣、沙发、汽车座椅等皮具，都需要色彩，即需要染料染色。传统皮革染色用弱酸性染料染色无铬鞣皮时上染率和染色牢度低；金属络合染料中主要含有铬等有毒害性受限重金属，上述这些染料均不满足“生态皮革”的要求。

为了解决皮革染色中的上述问题，满足染料和皮革行业提升产品性能的行业发展需求，我校张淑芬教授团队基于皮革蛋白与羧基可成盐键结合原理，运用多个盐键形成超分子作用、大幅提高“亲和力”和牢固结合的解决问题思路，发明了黄、红、蓝、棕色新型低聚合度多羧酸大分子染料和黑色新型水溶性硫代多羧酸染料，以及染料的高效清洁制造技术。通过调控多羧酸分子量分布、聚合度和发色体接枝率，使染料易渗入皮革内部，羧基与皮革胶原蛋白以盐键结合，用于皮革染色，色泽饱满、匀染性和透染性好、上染率近100%，传统弱酸性染料染色皮革耐迁移、耐摩擦性差等问题。

研究成果已获授权发明专利10件，其中美国发明专利3件，形成了完整的自主知识产权体系。发表文章被SCI收录 38篇，EI收录40篇，CNKI收录 38篇，共计他引282次，受到国内外同行高度评价。多羧酸大分子染料的生产和销售，大幅提升了中国皮革染料的产品档次和国际影响力；促进形成了皮革染料市场以中国民企为主、台资、韩资三足鼎力的销售格局；正逐步挤占“中国制造”贴牌生产的国际知名品牌皮革染料市场份额；为实现“生态皮革”提供了可以近100%上染、安全高质量的皮革染料。获得了2018年中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖。

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与传统纸张相比，水可重写的光子纸因其无污染、环保的特点引起了研究者们广泛地关注。然而有报导的基于水凝胶基质溶胀行为，通过调整周期性晶格常数或以软结构乳胶微球作为构建单元通过改变折射率比制备的光子纸水写显色速度较慢，同时凝胶材料对水环境的依赖性在一定程度上限制其潜在的实际应用，因此开发环境适应性好、快速水写显色的光子纸成为当今研究的主流方向。
        最近，大连理工大学精细化工国家重点实验室张淑芬教授团队在Chemical Engineering Journal上发表了题为“Water Rewriteable Double-Inverse Opal Photonic Crystal Films with Ultrafast Response Time and Robust Writing Capability”的文章，开发了一种具有超快响应时间和强健水可重写性能的光子晶体膜，并充分展示其在绿色书写过程中的应用前景。                                    

图1. 凝胶杂化双反蛋白石光子晶体膜的制备流程

        研究人员通过在双反蛋白石光子晶体 (DIOPC) 膜的反蛋白石聚合物骨架孔内填充丙烯酰胺的乙醇分散液，然后光聚合形成亲水的聚丙烯酰胺 (PAM) 凝胶网络，制备了具有超快响应时间 (~0.8 s) 和强健水可重写 (>500次“写-擦-写”) 性能的凝胶杂化的水可重写DIOPC膜 。反蛋白石聚合物骨架孔内形成的亲水PAM凝胶网络可以诱导水快速渗透进反蛋白石聚合物骨架的孔内，使得孔内的聚苯乙烯微球在水环境中从随机分布到受液体浮力作用而均匀分布，从而消除散射干扰，产生亮丽的结构色 。
        借助棒涂技术，可以制备相对较大面积 (21 cm×17 cm) 的水可重写DIOPC膜。所设计的凝胶杂化DIOPC膜的水写显色响应速度是目前所报道的水写光子纸中响应速度快、同时拥有优秀的水写循环稳定性。基于“墨水”挥发度的不同，可以设计具有时空响应性的彩色图案；通过用不同出水量的水笔书写，可以调控水写结构色的保留时间。
        相关成果近日发表在Chemical Engineering Journal上，DOI：10.1016/j.cej.2022.135761。论文的通讯作者为大连理工大学精细化工国家重点实验室张淑芬教授，第一作者为化工学院博士生周常通。
        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135761