用于水净化的混合多孔支架二维材料（双博士项目）

台湾清华大学（NTHU）与英国利物浦大学（UoL）之间的NTHU-UoL双博士项目是一个成熟的项目，学生将在两所院校各学习两年。在世界领先的学者和研究能力的支持下，博士生将在每所院校学习两年。成功答辩研究工作后，学生将获得双博士学位。具有二维纳米结构（例如过渡金属二硫化物（TMDC）——MoS2、MoSe2、WS2）的材料在水净化技术方面极具前景。将这些材料整合到可调孔聚合物支架中，并伴随大的表面积与体积比，有望大幅提高性能，使这些材料成为发展中国家水处理的强大、经济高效的技术。清华大学在低温（200°C）TMDC形成方面的最新进展使得这成为可能，并为可扩展、高产量的加工提供了机会，这些加工与聚合物材料兼容，并有助于TMDC在支架表面直接原位形成。预计此类“混合”材料将在水净化的各个领域表现出卓越性能；包括海水淡化、污染物和重金属离子去除能力以及（光）催化水消毒。该项目旨在开发和探索基于聚合物支架材料（膜）提供的大孔隙率和可调形态与二维纳米结构材料（过渡金属二硫化物）相结合的水处理新材料和新方法，后者有望实现污染物去除、催化活性和活性氧的产生。将支架建立在可持续、低成本的生物聚合物上，并采用高产、可扩展的功能化方法直接在支架上生成TMDC，使该项目旨在开发适用于发展中国家的低成本解决方案，并解决清洁水面临的持续挑战。该项目将包括：通过既定方法（非溶剂诱导相分离和玻璃化）从低成本、可持续聚合物（纤维素及其衍生物）制造具有一系列孔隙率的多孔聚合物支架。通过光学和电子显微镜、气体吸附、量热法和热重分析进行表征。进一步开发表面涂层和化学改性方案，用于将二维材料（TMDC）整合到聚合物支架表面和内部：通过氧化物层的气相沉积或将氧化物颗粒嵌入支架中，以及通过低温等离子处理进行硫化/硒化。将通过电子显微镜对支架表面结构和TMDC形态进行表征，并通过进一步的气体吸附测量评估孔隙率。筛选和测试材料在水净化中的性能。评估膜通量、结垢、生物结垢、重金属/有毒金属离子和有机污染物的截留，以及（光）催化活性氧的产生。探索二维TMDC嵌入具有复杂三维形态和大表面积的支架中的其他应用，例如在能源和传感应用中。

利物浦大学作为全球高等教育的标杆性机构，其用于水净化的混合多孔支架二维材料（双博士项目）项目依托学校在工程与技术领域的深厚学术传统与实践经验，致力于培养学生的系统性材料科学分析能力。