【研教卓越】轻工学院举办第208期“博学笃志”硕博论坛

日期：2026-10-27 | 阅读次数：

为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，贯彻落实学校第四次党代会精神，扎实落实学校“先锋计划”，积极搭建学术交流平台，着力激发研究生的创新思维，营造浓厚的学术氛围，近日，轻工科学与工程学院在滨海校区中院“一站式”学生社区先锋青年会客厅举办了第208期“博学笃志”硕博论坛。2024级轻工技术与工程专业硕士研究生李航和2024级材料与化工专业硕士研究生钮小童、李龙波、王天爽主讲造纸方向，2024级材料与化工专业硕士研究生赵佳源、王玥丹、杨麒囡主讲包印方向，各年级研究生近50人参加活动。

钮小童同学分享了PBAT改性纤维素纳米纤维气凝胶原位负载TFB‑TAPA共价有机框架（COF）复合材料的制备与结构调控研究。针对COF粉体易团聚、成型加工性与回收性差，而纯纤维素纳米纤维（CNF）气凝胶在水环境中结构稳定性不足这一难题，该研究以天然纤维素为原料，经溶解再生与水解制得CNF，引入可降解聚酯PBAT对骨架进行改性，通过冷冻干燥构筑PBAT/CNF三维多孔气凝胶；再以1,3,5-三甲醛基苯（TFB）与三（4-氨基苯基）胺（TAPA）为单体，借助席夫碱缩合反应在气凝胶网络中原位生长TFB-TAPACOF，得到COF@PBAT/CNF 复合气凝胶。其中，CNF提供刚性骨架与丰富的羟基锚定位点，PBAT 改善骨架的柔性与成膜性，气凝胶的多孔通道则为COF提供限域生长空间，有利于抑制COF团聚、暴露更多活性位点。XRD与FTIR结果表明，复合气凝胶中TFB‑TAPA COF的（100）、（001）特征衍射峰以及1620、1500、1260 cm⁻¹处的C=N/C–N骨架吸收均得以保留；N₂吸附‑脱附测试显示TFB‑TAPA COF的比表面积达到997.9m²・g⁻¹，孔容达到1.100cm³・g⁻¹；SEM观察到COF均匀负载于三维连通多孔骨架上，未见明显团聚。目前材料制备与结构表征已基本完成，后续将围绕性能评价与机理研究
继续推进，为生物质基COF复合材料的设计与应用提供参考。

李龙波同学基于纸浆纤维增强硅酸钙板这一绿色建筑材料的制备与性能优化进行了汇报交流。在“双碳”目标与绿色金融政策支持下，绿色低碳建材已成为城乡建设领域的重点任务，而硅酸钙板虽具有防火不燃、隔声保温、环保无毒等优点，却存在抗折强度低、断裂韧性差、易干缩湿胀开裂等缺陷；在众多增强纤维中，植物纤维因来源广、可再生、成本低且与湿法工艺高度适配，是最具工业化可行性的选择。在研究进展方面，报告依次考察了粉煤灰替代量、纤维添加量、氯化物种类及添加量、絮凝剂（PAM）添加量对板材密度、导热系数及力学性能的影响，并结合FTIR红外光谱分析揭示了水化硅酸钙凝胶生成、碳化作用与结合水含量等微观机理，最终确定粉煤灰替代率40%、纤维添加量20%、CaCl2添加量3.3%、PAM添加50 g为各因素下的最优参数，其中40%粉煤灰替代时密度与导热系数最低、抗折强度与断裂韧性最高。实践环节方面，报告记录了从实验安全培训、方案制定到企业现场工艺研究、产品制备表征直至报告撰写的完整实践过程，体现了理论知识与生产实践相结合的育人成效。后续研究计划将进一步探究不同浆种、不同打浆度梯度及浆种配抄
对纤维硅酸钙板性能的影响。

李航同学分享了基于MOF复合填料的新型混合基质膜气体分离性能研究。针对传统混合基质膜填料识别能力有限、填料无序分散、传质路径冗长的问题，本研究分别从溶解调控、扩散调控两条思路开展工作。工作1合成花状Cu₂Cyt（Cu(I)-MOF）填料，与6FDA‑DAM聚酰亚胺共混制膜，依托Cu(I）活性位点增强与O₂的相互作用，提升氧气溶解选择性；7.5 wt%掺杂时，O₂/N₂选择性由3.04提升至5.21。工作2制备ZIF‑8@COF二维复合纳米片，借助刮刀涂布剪切力实现填料在膜内有序排布，缩短气体扩散路径；40 wt%填充的混合基质膜H₂/CH₄选择性由15.17提升至62.92，增幅约315%。后续将解析气体溶解‑扩散系数，阐明Cu(I)‑O₂作用机制与二维填料传质规律，完善表征并完成论文撰写，为碳捕集气体分离膜提供新思路。

王天爽同学基于亚铵法预处理制备纤维素纳米纤丝（CNF）及其机理进行了汇报交流。针对传统CNF制备方法能耗高、污染大等问题，对比AHS、AS、SHS、SS四种亚硫酸盐预处理体系处理针叶木硫酸盐浆，结合得率、Zeta电位、粒径、红外、羧基含量等表征，筛选出亚硫酸氢铵（AHS）为最优预处理体系；进一步对AHS的盐浓度、温度、时间进行工艺优化，通过一级反应动力学与Arrhenius方程解析纤维素降解规律，得到活化能54.6 kJ/mol，确定0.2 mol/L、170 ℃、30 min为最佳预处理条件，再耦合NaClO₂氧化与高压均质工艺，构建“预处理‑氧化‑高压均质”的CNF制备体系，AHS体系可实现纤维适度破坏，提升羧基含量与CNF分散稳定性，为低能耗制备CNF提供思路。

赵佳源同学分享了竹/秸秆/木复合层压板的制备及性能研究。其基于目前人造板领域实木资源紧张、秸秆焚烧污染、传统醛类胶粘剂存在甲醛释放风险、板材耐水阻燃性能不足等问题开展研究。制得VAE-PVA环保胶粘剂，并以竹帘、玉米秸秆纤维和杨木单板为原料，采用单因素与正交试验优化组坯方式和热压工艺，观察板材层间界面与微观结构。为提高板材耐水性能，通过联用AKD/DTMS/SiO₂疏水体系和APP/ZB阻燃体系进行改性，对比分析了不同配比与工艺下板材的力学性能、吸水性能、接触角和阻燃性能等。为赋予层压板疏水与阻燃功能，顺利将AKD/DTMS/SiO₂和APP/ZB引入复合层压板中并进行FTIR、TG、DTG、SEM等表征分析，得到最佳热压工艺为130℃、7MPa、23 min，秸秆最优掺量15%，疏水剂AKD:DTMS=6:1，阻燃剂APP:ZB=4:1。为绿色包装、建材和非木质人造板开发提供了新的研究思路。

王玥丹同学分享了基于金属-多酚配位网络的超疏水纸张制备及应用研究。其基于传统超疏水材料工艺复杂、环境负担大，纸基材料天然亲水、功能单一等问题开展研究。通过AKD低表面能改性与金属-多酚网络联用，筛选Fe³⁺构建均匀致密纳米颗粒网络，优化多巴胺、铁离子和AKD浓度，制得AKD-MPN超疏水纸张。该材料接触角达152.1°，Cobb值降至2.36，兼具自清洁防污、光热响应和高效抗菌性能，660 nm红光照射20分钟几乎完全灭菌，且耐久稳定。为绿色多功能纸基包装材料提供了新思路。

杨麒囡同学分享了微波加热吸波材料与结构协同设计及仿真模拟相关研究。其针对微波炉食品复热过程中由腔内微波驻波导致电场分布不均，进而引发食品局部过热、品质劣变、微生物残留等现实难题开展研究。梳理设备改造、工艺调参、包装辅助等现有研究手段后，采用理论设计‑实验‑COMSOL电磁‑热耦合仿真‑微观推导的研究思路，借助Maxwell‑Garnett、Bruggeman有效介质模型，探究多孔、梯度微观结构对等效介电参数、电场与温度场的调控机制。开展基材筛选实验，对比多款陶瓷、高分子承载材料，发现堇青石陶瓷、PEEK能够改善加热均匀性；仿真结果显示多孔结构会降低升温速率，但可以优化温度均匀程度。同时开展微孔膜土豆泥复热实验，设置不同孔径、开孔面积实验组，以温度变异系数COV、失水率作为评价指标。后续计划完成实体样品加工与介电测试，实现仿真与实验的闭环验证，为微波均匀加热的吸波承载结构设计提供参考依据。

活动中，大家积极围绕主讲人分享的内容进行讨论互动，现场气氛活跃。同学们普遍反映，这些分享让他们的思维得到了拓展，对未来开展课题研究有很大启发，收获颇丰。

“博学笃志”硕博论坛活动作为轻工学院研究生学术交流品牌活动，为学院广大研究生提供了拓宽眼界、交流思想的平台。未来，轻工学院将持续锚定学校“3510”战略工程目标，在学校“先锋计划”的引领下，积极为研究生的全面发展搭建平台，引领同学们将学术研究扎根产业，把创新成果写在生产第一线，以先锋姿态、先锋作为，努力创造先锋业绩，为轻工行业高质量发展和学校建设多科性特色化高水平研究型大学贡献智慧和力量。