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吴雷,博士(后),西安建筑科技大学化学与化工学院讲师/工程师,能源转化与增值利用陕西省高等学校重点实验室、陕西省重点科技创新团队和校高水平人才创新团队核心骨干,从事低品位能源高效清洁转化、碳基多孔材料制备与功能化应用等研究工作。近3年,主持/参与国家级、省部级等纵向项目8项,横向项目6项,发表论文30余篇,其中SCI论文25篇(1区10篇,2区9篇),申请国家专利23件,已授权18件,指导学生创新创业竞赛校级以上获奖9项。曾获陕西高等学校科学技术奖二等奖(1项)、校科学研究优秀成果奖一等奖(2项)等多项科技奖励。
研究兴趣包括:低品位能源高效清洁转化技术、碳基多孔材料制备与功能化应用、低品位能源利用过程环保及资源化等。
针对低品位能源热裂解转化利用效率低、能耗高、产品质量收益差等实际问题,开展低品位能源高效清洁转化基础理论、新技术和新装备开发研究。研究碳基能源中C-X键合结构及其在常规场、非常规场效应作用下的反应特性;研究低品位能源化学组成、结构与热解升温特性、自由基反应特性、产物特性等内在关系;开发基于低品位能源结构特性的定向催化转化调控新技术、新工艺和新装备。
图1 金属吸波催化剂协助富油煤微波热解潜在机理I
图2 金属吸波催化剂协助富油煤微波热解潜在机理II
图3 兰炭基金属吸波催化剂协助富油煤微波热解机理
图4 富油煤和生物质微波共热解机理
针对低品位能源高效清洁转化后的固体产物应用领域有限、产品价值较低等实际问题,开展碳基增值材料制备及其应用研究。通过研究碳基材料组成、结构与其电化学、吸附、吸波等性能之间的构效关系,应用材料设计理论和制备方法,开发适用于吸附处理染料废水的兰炭基多孔活性炭,适用于有机污染土壤微波修复的碳基土壤改良剂,适用于电催化、电热领域的含碳纳米管改性兰炭末等,研究具体应用操作工艺条件,揭示作用机理,为量产和应用提供科学数据。
图5 兰炭基多孔活性炭吸附染料废水中亚甲基蓝作用机理
图6 兰炭基土壤改良剂协助微波修复有机污染土壤作用机理
图7 微波活化兰炭末中碳纳米管生长模型