研究领域:沸石分子筛，纳米孔新功能材料，烟草降害和生态环境保护。

主要研究方向：

(1)选择性吸附烟草特有亚硝胺（TSNA）；

(2)固体强碱新材料和CO₂中温捕获；

(3)药物受控缓释；

课题组专注于研制具有规整纳米孔的功能新材料，将选择性吸附-催化应用于化工、能源和环境保护。

提高资源的利用率和抑制环境污染促使人们日益关注绿色化学，亟需提高化工生产的原子经济性、尽可能地使用选择性催化过程。由于吸附是催化过程中的先导环节或关键步骤，研制选择性吸附新材料因此而成为绿色化学研究中的热点之一。这不仅牵涉到分子筛类新功能材料的设计和合成，而且需要对于分子筛的选择性吸附作用有更深入的理解。

    为此本课题组针对性地进行了选择性去除烟草特有亚硝胺（TSNA）的研究。这不仅仅是因为吸烟污染成为全球性问题、消除环境中的致癌因素是沸石分子筛在生态环境保护中的重要应用课题，而且因为烟草里含有数千种化合物，正好给选择性吸附和催化研究提供一个理想的靶场：如何在数以千计的化合物里锁定TSNA之类的靶标致癌物、将它牢牢陷锢在纳米孔道里？如何提高分子筛选择性吸附TSNA的效率？如何在其它多孔材料上建立选择性吸附的新功能？

由此还拓展了各项研究：

[1]沸石分子筛材料在生命科学中的新应用探索

    探讨沸石上亚硝胺的“嵌入吸附”机制，利用沸石特殊性质截断致癌物在肠胃系统里的代谢途径，清除人体内的致癌隐患；并尝试沸石材料的“缓释-吸附”多功能新应用，例如缓释NO之后再吸附亚硝胺；又例如分子筛新材料超长时间缓释肝素钠。

    [2] 针对实用需求，以功能导向、研制分子筛新材料如固体超强碱

    通过原位改性、多层镀饰等手段，利用多孔或者粗孔材料作为主体，引入金属盐或有机化合物等客体分散、分布在孔道里，最终形成兼有主体特殊孔结构和客体独特催化/吸附性质的复合功能材料。得到诸如分子筛强碱或者超强碱材料为高效催化合成精细化学品提供技术支持，或者在中温条件（473 K）高效吸附二氧化碳。

    [3] 分子筛材料去除烟草烟气和烟草制品中的致癌物

    研究沸石等材料对于复杂体系里亚硝胺等环境致癌物的选择性吸附/催化降解，保护公众健康。针对靶标分子研制具有特殊形貌、精细微结构的新材料，并试用于烟草烟气里的苯酚、甲醛以及1,3-丁二烯和氮氧化物等环境有害物质的去除。

近年主攻烟草特有亚硝胺TSNA的液相吸附，为去除诸如口含烟、不燃烟里的TSNA等有害物质提供技术支持。

    （1）拓展分子筛功能的新途径：在活性炭类粗孔材料里构筑选择性吸附位 （国家自然科学基金项目） (2)口含烟TSNA减害材料开发与应用(参与，上海烟草集团合作项目) (3)捕获烟气中二氧化碳的多孔固体强碱新材料(国家自然科学基金项目，2016年结题)。 （4）小口径人工血管中分子筛固载-缓释肝素的探索 (国家自然科学基金项目，2015年结题)

    (1). In situ loading of drugs into mesoporous silica SBA-15. Chem. Euro. J. 2016, 22, 6294-6301.  

    (2).New solid base Cu-MgO for CO2 capture at 473 K and removal of nitrosamine. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8 (44), 30193–30204.  

    (3). Facilely Fabricating Multifunctional N-enriched Carbon ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8(2) , 1252-1263.  

    (4). Liquid adsorption and catalytic degradation of 4-methylnitrosamino-1-3-pyridyl-1-butanone (NNK) by zeolite. Microporous Mesoporous Mater. 2017, 243, 39-46.  

理学博士。九三学社成员。国际沸石学会会员、中国化学会分子筛专业委员会成员（2004-2018），江苏省石油学会理事、分子筛专业委员会主任，中国硅酸盐学会理事，《石油化工》和《石油学报》编委。

1968年—1978年，插队知青（江苏省溧水县）

1987年--1988年，访问学者(新西兰Auckland大学).

1989年--1992年，南京大学化学系，讲师。

1993年--1994年，客座研究员(日本Hokkaido大学).

1994年--1995年，博士后(日本Ehime大学)

1992年-1998年:副教授 (南京大学).

1998年--至今:教授（南京大学）

1990年，“分子筛的酸性和催化” 获国家教委科学技术进步三等奖;

1991年，“分子筛的合成与新型导向剂的研究” 获江苏省科学技术进步二等奖;

1991年，被南京大学评为“作出显著成绩的硕士、博士、回国人员”。

1992年，被评为江苏省普通高等学校优秀青年骨干教师。

1997年，被评为江苏省石油学会先进个人。

1998年，被评为南京大学中青年学术骨干，并获青年奖教金“学术研究奖”。

1999年，再获青年奖教金“学术研究奖”。

2003年，被评为中国石油学会先进个人。

.

《催化化学》中的“沸石化学”，每年的3月-4月大约28课时。

课题组奉行“创新是灵魂，应用为生命”, 针对实际需要设计-研制功能新材料。

发表论文220余篇，综述论文39篇；申报国家发明专利16项，授权11项。

首次在国内研制成超强碱多孔材料与具有超强碱性的沸石。发现沸石对于亚硝胺的择形吸附/催化去除作用，研制的新型添加剂旨在消除吸烟对于环境的污染，获得国家发明专利并转让，还先后与云南红塔集团，英美烟草公司和上海烟草集团合作研究过相关课题。

主要成果分述如下：

（一）修饰介孔氧化硅合成原粉成为新功能材料：

（1）常温下高效吸附二氧化碳，可达237 mg g^-1。

（2）常温下几乎全部吸附完高速气流中的苯酚，可达4.8mmol g^-1，并能消除香烟烟气里18%的6大类苯酚。

（3）有效抑制薄荷醇的强挥发性，装载薄荷醇之后能敞口储存30天以上，然后在80^oC热释放出。

（4）高效装载亲水性或疏水性药物肝素钠（167 mg g-1）或布洛芬 (200 mg g-1)，并缓释30天以上。

           （二）超强碱性分子筛

（1）碱强度可达H-=26.5的介孔氧化硅或介孔氧化铝改性分子筛。

（2）碱强度达到H-=26.5的沸石材料。

（3）使用中性盐KF在中性分子筛AlPO₄-5上产生强碱性。

          （三）中温吸附二氧化碳的氧化镁材料

（1）原位碳嵌插法提高氧化镁的比表面超过200 m²g^-1, 473 K在高速气流里瞬时吸附28 mg g^-1的CO₂。

（2）氧化锌置换法提高氧化镁吸附剂的比表面达到296 m²g^-1, 碱位里79%可以在473 K吸附CO₂.

（3）铜改性提高氧化镁的比表面可达240 m²g^-1, 473 K吸附35 mg g^-1的CO₂，还能有效吸附挥发性亚硝胺NPYR。

（4）无需任何添加剂的新技术直接获得比表面可达278 m²g^-1的单一氧化镁，473 K在高速气流中吸附30 mg g^-1的CO₂。

（5）FeO改性使得MgO新材料里90%的碱位都能够在473 K吸附CO₂。

         （四）液相吸附烟草特有亚硝胺（TSNA）的新材料

（1）碳修饰MCM-41和SBA-15介孔分子筛。

（2）具有类似沸石选择性的改性椰壳活性炭，优先吸附NNK，并能区分TSNA和烟碱。

（3）快速吸附TSNA和铅离子的高容量碳嵌插氧化锌材料。

（4）将废弃烟蒂通过原位改性制成TSNA高效吸附剂。

近年承担的主要研究项目

(1)探索调控介孔分子筛孔壁形貌构建分级结构(2008-2010年，国家自然科学基金)

(2)高效吸附二氧化碳的分级孔新材料(2008-2010，国家科委863计划)

(3)模拟胃液中沸石材料可控缓释NO的研究(2009-2011年，国家自然科学基金)

(4)小口径人工血管中分子筛固载-缓释肝素的探索(2012-2015年，国家自然科学基金)

(5)捕获烟气中二氧化碳的多孔固体强碱新材料(2013-2016年，国家自然科学基金)

(6)烟草薄片涂布液的改性提质、部分物质选择性去除(2013-2014年，上海烟草集团)

(7)拓展分子筛功能的新途径：在活性炭类粗孔材料里构筑选择性吸附位(2017-2020年，国家自然科学基金）

                                    近年代表性学术论文

(1) Multiply functionalization of mesoporous silica in one-pot: Direct synthesis of aluminum-containing plugged SBA-15 from nitrate aqueous solutions 

                           Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 82-94

(2) Efficient CO₂-capturer derived from the as-prepared MCM-41 modified with amine

                         Chem. Euro. J. 2008, 14, 3442-3451.

(3) One-pot synthesis of potassium functionalized mesoporous g-alumina as novel solid superbase                              

Angew. Chem. Int. Chem. 2008, 47, 3418-3421.

(4) Novel functional mesoporous material derived from 3D net-linked SBA-15

                       Chem. Euro. J. 2009, 15, 6748-6757

(5) Periodic Mesoporous organosilicas: Self-assemble from carbamothioic acid-bridged organosilane precursor

                       Chem. Euro. J. 2009, 15, 8310-8318.

(6) A New strategy to synthesize hierarchical mesoporous zeolites

                      Chem. Mater. 2010, 22, 2442-2450.

(7) Novel porous MgO sorbent fabricated through carbon insertion

                      J. Mater. Chem. A. 2014, 2 (30), 12014 - 12022.

(8) In situ loading of drugs into mesoporous silica SBA-15

                      Chem. Euro. J. 2016, 22, 6294-6301.

(9) New activated carbon sorbent with the zeolite-like selectivity to capture tobacco-specific nitrosamines in solution

                      Chem. Eng. J. 2018, 339, 170-179.

(10) Efficiently capturing tobacco specific nitrosamines in solution by Hβ zeolite

                       J. Hazard. Mater. 2019, 365, 196-204.

(11) Novel menthol releaser derived from as-synthesized mesoporous silica

                       RSC Advances, 2015, 5 (8), 5494 – 5500.

(12) New versatile zincic sorbent for tobacco specific nitrosamines and lead ion capture

                        J. Hazard. Mater. 2020, 383, 121188.

1968年—1978年，插队知青（江苏省溧水县）

1987年--1988年，访问学者(新西兰Auckland大学).

1989年--1992年，南京大学化学系，讲师。

1993年--1994年，客座研究员(日本Hokkaido大学).

1994年--1995年，博士后(日本Ehime大学)

1992年-1998年:副教授 (南京大学).

1998年--至今:教授（南京大学）.

化学化工学院《催化化学（沸石化学）》研究生课程

任课教师： 朱建华 （2019-10-24）

一、课程简介

《沸石化学》课程在1983年建立，2003年并入《催化化学》课程，旨在训练研究生知晓沸石分子筛新材料及其用途，用于未来的科研和发展。教学中结合研究实例进行讲授，突出沸石分子筛材料具有 “选择性”的特点，将课程内容分为：“绪论、沸石合成、表征、吸附、结构和沸石催化”六个部分，阐述沸石特殊晶体结构的构筑与表征，精细几何限域效应的产生原因以及各种应用，分子筛机理的拓宽与演绎；重在培养学生查阅文献和自学的能力。自编的讲义参考了Studyvan Bekkum, Flanigen, Jacobs等人编的“Introduction to zeolite science and practice”，并从近年国际学术刊物里扩充了有关分子筛研究的最新素材；既兼顾常识的讲解、又介绍学科的最新进展。

二、课程主要内容与学时分配

《沸石化学》的教学内容大致分为28课时左右：绪论（2课时），沸石合成（6课时），沸石表征（5课时），沸石吸附（5课时），沸石结构（4课时），沸石催化（6课时）。

第一章绪论（2课时）

（一） 沸石的历史

（二） 沸石的定义

（三） 沸石研究和应用

（四） 沸石研究的国际、国内组织

第二章 沸石结构（4课时）

（一）沸石的结构概论

（二）沸石的孔径

（三）几种常见沸石的结构

（四）沸石骨架中的Si和Al

（五）沸石中的阳离子

第三章 沸石的合成（6课时）

（一） 沸石合成概述

（二） 沸石晶化过程

（三） 沸石晶化机理

（四） 沸石晶化中导向剂的作用和机理

（五） 阳离子作用

（六） 沸石的介稳性

（七） 沸石合成的新进展

（八） 介孔分子筛的研制

第四章 沸石结构的表征（5课时）

（一） 沸石结构及结构缺陷

（二） 沸石的孔结构

（三） 化学组成分析

（四） 沸石骨架硅铝比的测定

（五） 沸石的结构羟基及其酸性

（六） 沸石的稳定性

第五章 沸石分子筛的吸附（5课时）

（一）沸石吸附的特征

（二）吸附平衡公式

（三）分子筛效应

（四） 吸附量与吸附热

（五） 吸附动力学及扩散

（六）分子筛在空气分离中的新进展

（七） 沸石吸附分离示例

（八）介孔分子筛的吸附

第六章 沸石的催化作用（6课时）

（一）沸石催化的概况

（二）沸石的择形催化

（三）沸石的酸性催化

（四）沸石的双功能催化反应

（五）氧化反应

（六）沸石的碱催化

（七）沸石的手性催化

（八）沸石在精细化学品合成里的应用

（九）沸石催化材料的制备和发展

（十）沸石在生物医药中的新应用

三、推荐使用的教材和主要参考书

（1）H. van Bekkum, E.M. Flanigen, P.A. Jacobs等人编的“Introduction to zeolite science and practice”；

（2）高滋教授主编《沸石催化与分离技术》； 

(3) H.G. Karge与J. Weitkamp所编 “Molecular sieves-Science and Technology”；

(4) 近年国际著名学术刊物的分子筛研究论文。

采取闭卷考试、课堂测验和读书报告以及讲演等形式进行考核。

请直接联系，索要“沸石化学”课程的讲义PDF版。