化工 | 马沧海教授课题组-大连理工大学研究生院（新）

【团队简介】

团队风采：

导师介绍：

马沧海教授：

马沧海，教授，博士生导师，现任大连理工大学化工学院化学工程系副系主任。入选国家级青年人才、辽宁省“兴辽计划”青年拔尖人才、“兴辽英才”博士后储备项目。2006、2008年先后获华中科技大学本科、硕士学位，2012年获美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）化学工程博士学位。博士师从世界著名膜科学家、美国工程院院士William Koros教授，致力于先进膜材料、膜分离技术及其工业应用研究。主要工作以第一或通讯作者发表在Nat. Commun. (2篇)、Adv. Funct. Mater.、AIChE J./Chem. Eng. Sci./Ind. Eng. Chem. Res. (化工三大TOP刊5篇)、Small (2篇)、ACS Appl. Mater. Interfaces、ChemSusChem、J. Membr. Sci. (12篇)等期刊，申请34余项专利，授权10项中国专利、5项美国专利。长期担任Nat. Sustain.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、J. Membr. Sci.、Sep. Purif. Technol.等国际学术期刊审稿人，现任《Green Energy & Environment》、《Advanced Membrane》期刊青年编委。

人才项目：

国家级青年人才（“四青人才”）
辽宁省兴辽英才计划（青年拔尖人才、博士后储备项目）
大连市高端人才、紧缺人才

主要奖励：

IChemE & CCST杰出青年科学家奖（2023）
Results in Engineering工程前沿杰出青年科学家奖（2023）
国际分离纯化技术大会青年膜科学家奖（2022 ，仅6人）
第一届中国科技青年论坛三等奖（2022，大工仅2人）
大连理工大学学术成果奖励（科技）二等奖（2022，排名第1）
大连理工大学化工学院青年教师讲课竞赛一等奖（2022）

项目及学术兼职：

主持国家级青年人才、国家自然科学基金、辽宁省青年拔尖人才、辽宁省联合基金、中央高校基本科研业务费、中核集团等项目
担任Green Energy & Environment、Advanced Membranes等期刊青年编委、Carbon Capture Science & Technology客座编辑
担任国家自然科学基金、教育部人才计划评审专家、中国博士后基金评审专家
长期担任Nat. Sustain.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、J. Membr. Sci.、Sep. Purif. Technol.等国际学术期刊审稿人

研究方向：先进气体分离膜材料、膜分离技术及其工业应用研究

职称：教授，博士生导师

联系方式：13079853592（同微信）

电子邮箱：cma@dlut.edu.cn

团队成员：

李天佑白露高泽远范方旭王宇傲

博士博士博士博士博士

王鹏公静玲张博文牛佩瑶王思尧

博士博士博士研三研三

张爽李津宇魏霖璇槐子宇李泽华

研三研三研三研二研二

卢容钰吴星悦苏煜峰张怡崔康宁

研二研二研一研一研一

余满铭李文飞

研一研一

课题组目前拥有在读博士9名，在读硕士15名，国际留学生2名。保研学生5名，“拔尖计划”入选学生3名。研究生国家奖学金获得者4人、博士生卓越奖学金获得者1人，硕士生省级优秀毕业生1人，优秀研究生4人，优秀本科生基金1人。

主要研究方向：

膜材料功能化设计与合成：聚酰亚胺，有机微孔聚合物（自具微孔聚合物、热重排聚合物等），炭分子筛，金属有机骨架材料（MOFs）等；
膜设计与制备：混合基质膜，中空纤维膜制备及形成机制，复合中空纤维膜等；
中空纤维膜组件设计与组装：中空纤维膜纺丝技术，膜组件设计、组装与测试；
气体膜分离技术及应用：CO₂捕获，天然气浓缩，空气分离，氢气提纯，烯烃/烷烃分离等。

重要成果：

Nature Communications （材料国际著名Nature子刊，IF=16.6）（2篇）
Advanced Functional Materials（材料国际著名期刊，IF=18.5）（1篇）
AIChE J./Chem. Eng. Sci./Ind. Eng. Chem. Res. (化工三大TOP刊，5篇)
Small（国际纳米材料领域顶级期刊，IF=13.0 ） (2篇)
Journal of Membrane Science（膜领域权威期刊， IF=8.4）（12篇）
Separation and Purification Technology（分离领域权威期刊， IF=8.1）（5篇）
申请专利34余项，授权专利15项（5项美国专利和,10项中国发明专利）

【科研展示】

研究方向一：膜材料分子设计及合成

代表论文：Nat. Commun. 2025, 16,133; Nat. Commun. 2021, 12, 6140; AIChE Journal, 2025, e70126; AIChE Journal, 2024, e18471; J. Membr. Sci. 2023, 122115 ; J. Membr. Sci. 2025, 123843

以热能为驱动力的传统工业分离过程（如蒸馏）成本贵、能耗高、体积大，膜分离是一种新型高效分离技术，可有效克服传统分离技术的挑战，缓解全球日益紧张的能源危机，有助于我国实现“碳达峰、碳中和”目标。传统聚合物膜材料存在渗透性-选择性之间此消彼长的tradeoff关系（即Robeson上限），严重制约了膜技术的发展与应用。课题组提出了通过聚合物共聚多重共价交联机制调控膜孔径的策略，制备了孔径在3.5-4 Å间的微孔聚合物，实现了对多种气体的精确、高效筛分，突破2019年气体分离上限（Nat. Commun. 2021, 12, 6140）。

研究方向二：膜材料改性及膜结构设计

代表论文：Adv. Funct. Mater.,2019, 29, 1903243; Small 2025,2411664; Small 2025, 2412158; Chem. Eng. Sci., 306 (2025) 121230; J. Membr. Sci.,722 (2025) 123907

基于无机纳米填料与聚合物制备的有机-无机混合基质膜（Mixed Matrix Membrane），具备超高渗透性和选择性，超越了传统膜材料的渗透性-选择性分离Robeson上限，但存在界面兼容等关键问题。课题组设计了一种超渗透聚酰亚胺/金属有机框架（MOF）混合膜，可实现多种应用（例如二氧化碳捕获和氢气再生）的超快速气体分离，同时提供与当前膜制造工艺的合成增强兼容性。该膜的 CO₂ 和 H₂ 渗透性分别为 2494 Barrers 和 2932 Barrers，CO₂/CH₄、H₂/CH₄ 和 H₂/N₂ 选择性分别为 29.3、34.4 和 23.8，大大超过了目前的 Robeson 渗透性-选择性上限界限。 MOF 负载量为 55 wt% 时，与纯聚合物相比，该膜的 H₂ 渗透性提高了 16 倍，创历史新高。（Adv. Funct. Mater.,2019, 29, 1903243）

研究方向三：中空纤维膜技术及其工业应用

代表论文：J. Membr. Sci., 551 (2018) 214-221; J. Membr. Sci., 493 (2015) 252-262; Ind. Eng. Chem. Res., 2013, 52 (31) 10495–10505; US9718031 B2（美国授权专利）

聚合物中空纤维膜具有极大的表面积-体积比和较高的渗透性，是当前国际最先进的气体膜分离技术，但在高CO₂ 浓度下易“溶胀”并塑化而导致性能下降。课题组长期从事先进中空纤维膜技术的研究，通过同时优化纺丝溶液和干喷/湿骤冷纺丝工艺变量，开发了显著改进的无缺陷酯交联中空纤维膜，在恶劣的进料条件下表现出极高的分离效率和抗 CO₂ 增塑性的功效。CO₂ 渗透性从 50 GPU 提高到 117 GPU，CO₂/CH₄ 选择性为 37，综合性能超越大多数文献。在高达 800 psi 的进料压力下保持高 CO₂ 渗透性，克服了 CO₂ 塑化现象（J. Membr. Sci., 551 (2018) 214-221）。

实验室和科研工作图片：

课题组学习室：

课题组秉承既有科研又有生活的原则，为本科生、研究生提供舒适的工位条件，并配备空调、打印机、微波炉等基本生活设施，同时，课题组气氛融洽、友好，工作环境安静，可以在舒适的环境中进行学习和工作。

课题组实验室：

实验室拥有丰富的实验仪器、测试设备，具有国内外领先的膜表征、测试技术，配备大型设备数十台，可满足多项实验要求。实验室条件干净整洁，无化学异味，科研环境舒适；课题组经费充足，支持学生试验自己的科研想法。

【培养特色】

课题组科研待遇：

课题组在学校基础补助、学院“拔尖计划”等补助的基础上，根据参与课题组工作表现给予奖励，例如协助管理实验室、申请基金项目、发表学术论文专利等根据工作量给予奖励。

学生在课题组内学到的不仅仅是科研知识，从课题组毕业所带走的不仅是一篇、两篇的科研论文成果，更重要是学会独立解决科学问题的能力、在焦头烂额时合理安排时间做到井井有条的能力、在遇到挫折学会勇敢面对攻克艰难的能力、和同门以及导师交流沟通为人处世的能力，将这些都转化为自己的核心素质，将来无论是工作、深造、出国，在各种场合做到游刃有余。

课题组寄语：

在我们课题组，科研是一种全面的学习和成长的体验。不仅能够扩展自己的知识面，还能够锻炼和提高自己的科研能力。我们不只是做实验和写论文，还要学会用正确的角度和逻辑去思考问题。导师，不仅是学识的传授者，更是成长的引路人。他们用宽厚的胸怀，包容我们的稚嫩，用温暖的目光，鼓励我们的成长。同窗，不仅是路上的伙伴，更是精神的共鸣者。我们互相扶持，共同进步。在科研的道路上，我们欣赏科学之美，感悟人生之意。让我们感受到课题组就是一个温馨快乐的大家庭！欢迎你加入我们！

科研工作图片或团队活动图片：

老师带学生做实验、导师与学生打篮球

干净整洁实验条件、庆祝学生生日

先进测试设备、参加国内外学术会议

【育人成果】

课题组主要从事聚合物膜材料和炭分子筛功能膜分离材料研究，就业方向较为广泛，可从事膜领域、高分子聚合物、设计院、分离净化、半导体、传统化工等多个领域，覆盖高科技企业、设计院、科研院校等著名单位。本科生被浙江大学等著名高校录取，研究生毕业签约天津工业大学、万华化学、长江存储、中铝国际沈阳铝镁设计研究院（研究院）等单位。

部分就业学生展示：