近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉江濤教授與天津大學(xué)姜忠義教授合作，采用液-液界面工程方法，通過設(shè)計分子內(nèi)氫鍵增強籠分子間相互作用的策略，成功制備了高結(jié)晶度的自支撐多孔有機(jī)籠膜并用于精準(zhǔn)分子篩分。為闡明膜制備過程的驅(qū)動力，一系列含有不同取代基的對苯二甲醛結(jié)構(gòu)單元通過界面聚合（IP）在不同條件下與柔性三胺發(fā)生反應(yīng)，并利用單晶X射線分析等證實。密度泛函理論（DFT）計算表明分子內(nèi)氫鍵可顯著增強分子間相互作用。所制備的POC膜在水中和有機(jī)溶劑中均表現(xiàn)出快速的溶劑滲透性和高染料截留率。此外，該膜在有機(jī)溶劑中的表現(xiàn)出優(yōu)異的精準(zhǔn)分子篩分能力。

多孔有機(jī)籠的內(nèi)部空腔和外部通道對于分子的傳輸至關(guān)重要。通過對比不同官能團(tuán)取代的對苯二甲醛與胺單體的界面聚合反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)含有羥基的二醛能與胺在界面處形成連續(xù)的自支撐膜，而其他取代官能團(tuán)的二醛在界面處只能形成離散的粉末。

為了進(jìn)一步探究該現(xiàn)象，通過液相擴(kuò)散的方法成功生長出籠的單晶并用于晶體結(jié)構(gòu)解析。結(jié)果表明，含有羥基的籠分子結(jié)構(gòu)中存在分子內(nèi)氫鍵，而其他的籠分子中則無分子內(nèi)氫鍵。分子內(nèi)氫鍵與反式的亞胺鍵共存可減少結(jié)構(gòu)的缺陷、提高結(jié)構(gòu)剛性、增強有機(jī)籠之間的規(guī)整排列和相互作用，這對于膜的形成至關(guān)重要。

同時，DFT理論模擬計算結(jié)果表明分子內(nèi)氫鍵可增強分子間相互作用，使得籠分子堆積更加緊密，從而促進(jìn)了連續(xù)的自支撐膜形成。如無分子內(nèi)氫鍵，籠分子之間相互作用較弱，導(dǎo)致籠分子堆積較松散，在界面處只能形成粉末。

通過界面聚合制備的有機(jī)籠膜在分子篩分方面表現(xiàn)出快速的溶劑滲透性和高染料截留率，且其具有的適宜孔徑可實現(xiàn)對不同尺寸有機(jī)染料分子的精準(zhǔn)篩分。

本文通過常溫界面聚合法成功制備了有機(jī)籠自支撐膜，該膜在多級分離領(lǐng)域具有很好應(yīng)用潛力。通過調(diào)控分子內(nèi)氫鍵增強有機(jī)籠之間的相互作用，進(jìn)而提升多孔材料成膜性屬首次報道，對于膜科學(xué)和材料領(lǐng)域具有重要參考價值，該工作為制備高結(jié)晶性多孔膜材料建立了一種新策略和新途徑。

一、崗位待遇

(1)特任副教授/副研究員：待遇一事一議

(2)博士后“墨子”一等資助：年薪≥36萬
博士后“墨子”二等資助：年薪≥26萬

(3)中科院特別研究助理：中科院資助60萬，學(xué)校匹配20萬，可用于薪酬發(fā)放、科研及訪問交流等支出

(4)國家博士后創(chuàng)新人才計劃：國家資助63萬元/2年，40萬元為日常經(jīng)費，20萬元為科研經(jīng)費，3萬元為國際交流經(jīng)費

(5)【中德博士后項目】【香江學(xué)者計劃】【澳門青年學(xué)者計劃】在博后待遇基礎(chǔ)上累積

(6)博士后出站可申請轉(zhuǎn)副教授/副研究員，獲得國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金可轉(zhuǎn)特任教授。可使用校內(nèi)的一系列高水平研究平臺（如國家同步輻射實驗室、合肥微尺度國家實驗室、中科院城市污染物轉(zhuǎn)化重點實驗室等）迅速開展工作，取得學(xué)術(shù)成果。

(7)子女入學(xué)：子女入讀中科大附屬幼兒園-小學(xué)-初中-高中（安徽省頂尖教育質(zhì)量）。

(8)住房保障：學(xué)校提供人才房，價格遠(yuǎn)低于市場價，精裝修+產(chǎn)權(quán)；另外學(xué)校過渡住房（兩室一廳帶全套家具），若在校外租房，學(xué)校提供租房補貼。

二、崗位要求
專業(yè)背景包括但不限于：有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)與物理、環(huán)境科學(xué)與工程等，有分離膜科學(xué)與技術(shù)相關(guān)經(jīng)驗，在膜領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)期刊已發(fā)表過英文文章，有良好的團(tuán)隊合作精神，符合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后管理的規(guī)定。另每年招收多名博士、碩士、聯(lián)培生、課題生、留學(xué)生等。

三、團(tuán)隊介紹
劉江濤，博導(dǎo)，特任教授(海外引進(jìn)國家高層次人才+中科院人才計劃入選者)，課題組研究方向聚焦于新型分離膜材料在環(huán)境生態(tài)、能源資源、生命健康等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，包括二維共價有機(jī)框架材料COF、金屬有機(jī)框架材料MOF、多孔材料POC/PAF/HOF/PIM/HOF等，廣泛用于碳捕集碳中和、海水淡化、污水處理、霧霾凈化、油水分離、血液凈化、氣體CO₂分離等領(lǐng)域。目前發(fā)表文章有Science子刊Science Advances (3篇), 材料領(lǐng)域期刊Advanced Materials (3篇), Angew, ACS Nano, Journal of Materials Chemistry A，膜分離領(lǐng)域期刊Journal of Membrane Science，環(huán)境領(lǐng)域期刊Environmental Science & Technology, Journal of Hazardous Materials等，申請專利10項，其中已獲授權(quán)專利8項。目前擔(dān)任Advanced Membranes, Carbon Capture Science & Technology(CCST)青年編委，Polymers(IF=4.967)客座編輯。

課題組網(wǎng)站

https://www.x-mol.com/groups/liu_jiangtao/people

環(huán)境系網(wǎng)頁http://ese.ustc.edu.cn/2021/0624/c26804a514296/page.htm

四. 應(yīng)聘方式

符合上述條件的應(yīng)聘人，請將個人簡歷發(fā)送至郵箱jiangtaoliu@ustc.edu.cn（郵件題目注明“姓名-畢業(yè)院校-應(yīng)聘副高/博士后”）