功能材料创制与污染防控创新团队

一、团队简介：

武汉轻工大学化学与环境工程学院湖北省农业废弃物资源化利用重点实验室“功能材料创制与污染防控创新团队”成立于2023年，是一支专注于光电催化材料、环境催化材料、新能源材料及器件研发与污染物防控技术研究的科研团队。本团队构建了结构合理、研究方向稳定的高水平科研梯队，现有教授2名、副教授1名、博士讲师3名，在读硕士研究生10余名，形成了良好的人才培养体系。团队成员研究领域涵盖功能材料、钠离子电池/超级电容器、摩擦学材料、新型电极材料及器件、计算生物学等多个学科方向，为农业废弃物资源化利用及功能材料开发提供了坚实的科研支撑。团队科研成果丰硕，已承担完成各级科研项目20余项，在ACS Catalysis、Applied Catalysis B: Environmental、Energy Storage Materials等国际知名期刊发表学术论文110余篇，获授权发明专利20余项，荣获省部级科技奖励5项，在相关领域具有较高的学术影响力。通过技术转化与应用推广，团队研发的多项新技术产品有效推动了农业废弃物资源化利用功能材料领域的技术进步与产业升级。

          柴波 教授                     肖江蓉 教授                       陈浩 副教授

         王婷婷 博士                          陈小莉 博士                       万忞 博士

二、团队代表性荣誉证书：

三、团队研究方向简介：

功能材料是一类具有特定光、电、磁、催化、吸附等性能的先进材料，在能源转换与存储、环境净化与修复、食品质量与安全等领域具有重要应用价值。作为新能源技术革新、环境污染治理和食品安全保障的关键物质基础，功能材料的设计、合成与应用研究已成为材料科学与工程领域的核心发展方向，对实现可持续发展目标具有重要战略意义。

本团队面向国家能源战略、环境保护和食品安全重大需求，聚焦功能材料在能源、环境及食品领域的前沿应用，依托材料科学、化学工程、能源科学、环境科学及分析化学等多学科交叉融合，系统开展以下研究方向：

1. 新能源材料与器件：重点研究锂/钠离子电池、超级电容器等储能材料的设计合成、性能优化及器件构建；

2. 光催化能源转化：开展光催化分解水制氢、光催化CO₂还原及光催化产双氧水等绿色能源转化技术研究；

3. 环境污染治理技术：探索高级氧化技术（如臭氧氧化、过硫酸盐氧化、电芬顿、光催化）及多场耦合技术（如光-臭氧、光-芬顿）在有机污染物降解中的应用，并研究吸附技术在环境净化中的优化策略；

4. 食品安全检测技术：开发基于功能材料的食品安全检测新方法，重点针对农药残留、亚硝酸盐、双氧水等有害物质的快速、精准检测技术。

四、团队成员简介：

柴波 博士，教授，硕士生导师，化学与环境工程学院功能材料专业负责人。2000年本科毕业于武汉轻工大学，2005年硕士毕业于华中科技大学，2012年博士毕业于武汉大学。2015年入选湖北省优秀青年骨干人才，2021年获校毕业设计（论文）优秀指导教师一等奖，2023年获校毕业设计（论文）优秀指导教师一等奖，2024年获湖北省自然科学奖二等奖， 2020-2025年连续六年入选“全球前2%顶尖科学家榜单”。主持完成国家自然科学基金项目“新型ZnIn₂S₄@MoS₂光催化剂的制备及可见光催化制氢研究”、湖北省自然科学基金面上项目“2D/2D硫化物/氧化物直接Z型异质结可控构筑及增强光催化制氢效能研究”、湖北省教育厅重点项目“高效硫化物半导体/石墨烯/二硫化钼三元复合光催化剂的构筑及其光催化制氢活性”等10余项项目。

主要研究方向为新能源材料设计构筑（超级电容器、水系锌离子电池）；光催化分解水制氢、CO₂还原、产H₂O₂；高级氧化技术降解水体新兴污染物。

肖江蓉 博士，教授，硕士生导师，湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队负责人。2007年博士毕业于武汉大学。先后主持国家质检公益性行业科研专项项目“纳米材料净化环境效果评价体系研究”等省部级项目10余项。主要研究方向：光催化技术（高级氧化技术），污染（环境、水、土壤）综合治理技术，能源转化技术，大健康及同步资源化利用技术等。

陈浩 博士，副教授，硕士生导师，2000年本科毕业于北京大学，2006年硕博连读博士毕业于北京大学，2013年博士后美国乔治华盛顿大学出站。先后主持参与国家自然科学基金项目“环境友好型无硫、磷减摩抗磨润滑油添加剂虚拟筛选及设计”等省部级3项。主要研究方向微纳摩擦学、计算生物学。

王婷婷 博士讲师 硕士生导师，2001年本科毕业于中国科学技术大学，2006年硕博连读博士毕业于中国科学技术大学。先后主持参与国家自然科学基金面上项目“具有诱导取向超滑特性的滑动摩擦副应用的基础研究”等3项。主要研究方向：功能材料制备与表征、摩擦学材料设计及应用。

陈小莉 博士讲师，2021年硕博连读博士毕业于武汉理工大学，先后主持参与国家自然科学基金面上项目“燃料电池非贵金属催化电极的气体扩散动力学机制研究”等3项项目。主要研究方向：生物质碳材料的结构调控与电化学能源存储（超级电容器、水系锌离子电池等），生物质碳基催化材料的制备及其环境催化应用（光/电催化环境修复、绿色合成等）。

万忞 博士讲师，2007年本科毕业于武汉理工大学，2009年硕士毕业于英国谢菲尔德大学，2018年博士毕业于华中科技大学，2021年华中科技大学博士后出站。先后主持参与国家自然科学基金委员会“基于多电子反应的金属有机化合物储钠材料及其储钠机理”。主要研究方向：新能源材料设计构筑（新型离子电池）。

五、团队成员承担项目

五、团队研究成果

1、代表性论文

(1) Mingxi Liu, Zhihao Gong, Jifang He, Jian Pan, Jiangrong Xiao, Xiaofang Li, Bo Chai*, Hydroxyapatite immobilized on peanut shell biochar toward Pb²⁺ efficient capture: Performance and mechanism, Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2025, 714, 136570, IF=5.4

(2) Surui Qiao, Junxin Huang, Jiangping Yu, Jinyi Hu, Jiangrong Xiao, Bo Chai*, Juntao Yan, Xiaofang Li, Xusheng Wang, Construction of 3D/1D CoS_x/Mn_0.3Cd_0.7S heterojunctions with significantly boosted photocatalytic H₂ production performance, Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2025, 723, 137358, IF=5.4

(3) Jingyi Hu, Surui Qiao, Yi Qin, Jian Pan, Zhonghua Feng, Xiaoli Chen*, Jiangrong Xiao, Bo Chai*, Engineering a UiO-66-SO₃H/nanocellulose aerogel composite for superior Pb²⁺ capture: Performance and mechanism, Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2025, 138650, IF=5.4

(4) Zhihao Gong, Yuang Guo, Xiaoli Chen*, Jiangrong Xiao, Tingting Wang, Bo Chai*, Tangerine peel-derived nitrogen doped porous carbon as electrode material for high-performance supercapacitors, International Journal of Electrochemical Science, 2025, 101081, IF=2.4

(5) Wanting Xiong, Yifan Kong, Jiangrong Xiao, Tingting Wang, Xiaoli Chen*, Conjugated Polyanilin-Phytic Acid Polymer Derived 3D N, P-Doped Porous Carbon as a Metal-Free Electrocatalyst for Zn-Air Batteries, Catalysts 2025, 15, 683, IF=4.0

(6) Xiaoli Chen, Zebi Zhao, Kai Huang, Haolin Tang, Al-substituted stable-layered P2-Na_0.6Li_0.15Al_0.15Mn_0.7O₂ cathode for sodium ion batteries, International Journal of Energy Research 2021, 45(7), 11338-11345, IF=4.2

(7) Xiaoli Chen, Jiangping Song, Junsheng Li, Haining Zhang, Haolin Tang, A P2/P3 composite‑layered cathode material with low‑voltage decay for sodium‑ion batteries, Journal of Applied Electrochemistry, 2021, 51(4), 619-627., IF=3.0

(8) Yi Qin, Bo Chai*, Ya Sun, Xiaohu Zhang, Guozhi Fan, Guangsen Song, Amino-functionalized cellulose composite for efficient simultaneous adsorption of tetracycline and copper ions: Performance, mechanism and DFT study, Carbohydrate Polymers, 2024, 332, 121935, IF=10.7

(9) Junxin Huang, Bo Chai*, Jiangrong Xiao, Xiaohu Zhang, Guozhi Fan, Guangsen Song, Construction of 1D/3D Co₉S₈/Mn_0.3Cd_0.7S Schottky heterojunction for dramatically boosted photocatalytic H₂ evolution performance, Chemical Engineering Journal, 2024, 481, 148501, IF=13.3

(10) Yuanmeng Zhang, Tingting Wang, Xiaohu Zhang, Ya Sun, Guozhi Fan, Guangsen Song, Bo Chai*, Porous pie-like nitrogen-doped biochar as a metal-free peroxymonosulfate activator for sulfamethoxazole degradation: Performance, DFT calculation and mechanism, Applied Surface Science, 2024, 647, 158965, IF=6.3

(11) Yuanmeng Zhang, Jifang He, Jiangrong Xiao, Liangcai Jiang, Guozhi Fan, Guangsen Song, Juntao Yan, Bo Chai*, Molybdenum disulfide anchored peanut shell biochar composite for efficient adsorption of Pb²⁺: Performance and mechanism, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2024, 700, 134830, IF=4.9

(12) Juan Zeng, Hao Chen, Liubing Dong, Xin Guo, Anti-Polyelectrolyte Effect of Zwitterionic Hydrogel Electrolytes Enabling High-Voltage Zinc-Ion Hybrid Capacitors, Adv. Funct. Mater., 2024, 34, 2314651, IF=19

(13) Minghui Xiong, Bo Chai*, Guozhi Fan, Xiaohu Zhang, Chunlei Wang, Guangsen Song, Immobilization CoOOH nanosheets on biochar for peroxymonosulfate activation: Built-in electric field mediated radical and non-radical pathways, Journal of Colloid and Interface Science, 2023, 638, 412-426, IF=9.9

(14) Juntao Yan, Bo Chai*, Yanyu Liu, Guozhi Fan, Guangsen Song, Construction of 3D/2D ZnFe₂O₄/g-C₃N₄ S-scheme heterojunction for efficient photo-Fenton degradation of tetracycline hydrochloride, Applied Surface Science, 2023, 607, 155088, IF=6.7

(15) Minghui Xiong, Ya Sun, Bo Chai*, Guozhi Fan, Guangsen Song, Efficient peroxymonosulfate activation by magnetic CoFe₂O₄ nanoparticle immobilized on biochar toward sulfamethoxazole degradation: Performance, mechanism and pathway, Applied Surface Science, 2023, 615, 156398, IF=6.7

(16) Manjun Fu, Juntao Yan, Bo Chai*, Guozhi Fan, Deng Ding, Guangsen Song, In situ synthesis of CoFe-LDH on biochar for peroxymonosulfate activation toward sulfamethoxazole degradation: cooperation of radical and non-radical pathways, New Journal of Chemistry, 2023, 47, 4018-4032, IF=3.3

(17) Manjun Fu, Bo Chai*, Xiaohu Zhang, Ya Sun, Guozhi Fan, Guangsen Song, Nitrogen self-doped chitosan carbon aerogel integrating with CoAl-LDH for ultra-efficient sulfamethoxazole degradation based on PS-AOPs: From batch to continuous process, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2023, 11, 110650, IF=7.7

(18) Min Wan; Rui Zeng; Jingtao Meng; Zexiao Cheng; Weilun Chen; Jiayu Peng; Wuxing Zhang; Yun hui Huang ; Post-Synthetic and In Situ Vacancy Repairing of Iron Hexacyanoferrate Toward Highly S table Cathodes for Sodium-Ion Batteries, Nano-Micro Letters, 2021., 14(1) (期刊论文)

(19) Juan Zeng, Hao Chen, Liubing Dong, Lu Wei, Xin Guo, Designing of zwitterionic proline hydrogel electrolytes for anti-freezing supercapacitors, J. Colloid Interface Sci., 2023, 652, 856-865, IF=9.7

(20) Xinlei Gao, Hao Chen, Hong Yan, Chengrui Huang, Li Wu, Tingting Wang, Superlubricity by polyimide-induced alignment, Friction, 2023, 11, 1690-1707, IF=8.2

(21) Xinlei Gao, Hao Chen, Sichao Lv, Zhiyong Zhang, Tingting Wang, Preliminary Study of the Superlubricity Behavior of Polyimide-Induced Liquid Crystal Alignment, J TRIBOL-T ASME, 144, 4051546, IF=3

(22) Hao Chen, Xinlei Gao, Relationship between contact size and static friction: An approach for rigid crystalline surfaces, Friction, 2021, 9, 502-512, IF=8.2

(23) Yuwei Cheng, Rui Yu, Tingting Wang* and Xinlei Gao, Design of a Superlubricity System Using Polyimide Film Surface-Modified Poly-Ether-Ether-Ketone, Polymers, 2025, 17(11): 1439.

(24) Yuanmeng Zhang, Tingting Wang*, Xiaohu Zhang, Ya Sun, Guozhi Fan, Guangsen Song, Bo Chai, Porous pie-like nitrogen-doped biochar as a metal-free peroxymonosulfate activator for sulfamethoxazole degradation: Performance, DFT calculation and mechanism, Applied Surface Science, 2024, 647:158965.

(25) Tingting Wang; Liang Zhang; Hao Chen; Li Wu; Xinlei Gao ; A BPNN-QSTR Model for Friction-Reducing Performance of Organic Liquid Lubricants on SiC/PI Friction Pair, lubricants, 2023, 11: 387.

(26) Tingting Wang; Zhan Wang; Hao Chen; Kang Dai; Xinlei Gao ; BPNN-QSTR Models for Triazine Derivatives for Lubricant Additives, Journal of Tribology, 2020, 142: 011801.

2、发明专利

(1) 一种纤维素复合气凝胶及其制备方法和应用ZL 202310087250.2柴波，秦意，闫俊涛，范国枝，宋光森

(2) 一种二维超薄CdS纳米片及其制备方法ZL 201910917835. 6柴波，刘纯，闫俊涛，范国枝，宋光森，程群鹏

(3) 一种制备WO₃/g-C₃N₄复合光催化材料的方法 ZL 201510896164.1柴波，王敏，任占冬，朱玉婵

(4) 一种制备AgCl/Bi2O2CO3复合光催化材料的方法及其产品 ZL 201610079094.5柴波，任占冬，朱玉婵

(5) 一种高光催化活性纳米二氧化钛的制备及应用 ZL 2024 1 0477524.32.肖江蓉、柴波、涂敏、王婷婷

(6) 一种高活性缺陷态钒酸铋纳米薄片及其制备方法和应用 ZL 2024 1 0549629.5 肖江蓉、柴波

(7) 一种水体重金属离子污染处理吸附过滤膜及其制备方法 ZL2025 1 0040712.4 肖江蓉、柴波

(8) 一种水处理过滤材料及其制备方法 ZL 2025 1 0040646.0肖江蓉、柴波、王婷婷

3、获奖

(1) 2020-2025年连续六年入选“全球前2%顶尖科学家榜单”

(2) 2024年获湖北省自然科学奖二等奖

(3) 2015年获科技兴检奖三等奖

六、团队学术交流

七、团队优势

本课题组实验室配备完善的科研仪器设备体系，能够为研究生培养提供良好的科研条件支撑。实验室现拥有电化学工作站、电池测试系统、光催化测试系统、电池封装机、电池切片机、球磨机、电子拉力试验机等专业设备，可满足各类实验研究需求。

在人才培养方面，课题组建立了完善的研究生培养机制。新入学研究生在导师指导和师兄师姐的"传帮带"下，能够快速适应科研工作并开展课题研究。课题组形成了团结协作、互帮互助、严谨求实的科研氛围，为研究生的创新性研究提供了有力保障。

此外，研究生在学期间将系统掌握气相色谱、液相色谱、原子吸收光谱、荧光光谱、热重分析等大型分析仪器的操作技能。这些专业技能的培养，为学生毕业后从事分析检测、技术研发等专业技术工作奠定了坚实基础。

欢迎具有化学、化工、环境、材料、食品、生物背景的本科生到课题组进行科研创新训练和攻读硕士研究生。