作者个人简介

杨宇，福州大学机械工程及自动化学院2024届博士毕业生，师从林有希教授与任志英教授。主要研究方向为机械摩擦学与表面技术、超润湿多孔材料设计及其在工业油水分离中的应用。博士期间在 Advanced Functional Materials、Tribology International、Separation and Purification Technology、AIChE Journal 等国际权威期刊以第一作者发表SCI论文10余篇，两篇国际顶级期刊，5篇一区TOP期刊，累计影响因子85+，并获授权国家发明专利多项，毕业后直聘西北农林科技大学（985） 机械与电子工程学院 副教授。

读博心得：行动是打败焦虑的唯一解药

论文题目：多孔超润湿界面材料的设计制备及其油水分离性能研究

Design and preparation of porous superwetting interface materials and their oil-water separation properties

研究背景与核心内容

随着工业含油废水排放及原油泄漏事故的频发，如何实现高效、高通量的油水分离已成为全球关注的环境与工程挑战。传统分离材料往往面临通量低、易污染、在复杂（如深海、强腐蚀）环境下稳定性差等瓶颈。基于超润湿界面效应的多孔油水分离材料具有分离能耗低和纯度高等优点，成为了当前研究的热点。但多孔超润湿界面材料的分离速度和分离纯度会相互制约，成为限制了走向工业应用的科学难题。

本论文以实现高纯度快速的油水乳液分离为目标，通过仿真和试验研究乳化液滴在超润湿界面的运动规律，建立了“破乳”和“粒度筛分”协同作用的分离模型，进一步结合乳液类型，设计制备了超润湿多孔油水乳液分离材料并探明了其分离性能和机理。

研究内容和创新点：

本研究以突破多孔油水分离材料在分离速度与分离纯度上相互制约的难题为目标，将其研究内容与创新点紧密对应，可总结为三个层面的系统性突破：首先，在基础润湿理论内容方面，将经典润湿方程扩展至由颗粒、纤维和片层等重凹陷结构组成的表面，其创新点在于首次为不同复杂表面的超润湿界面设计与形成提供了定量的理论公式与参考；其次，在分离机制探究内容方面，通过CFD仿真与试验深入研究了乳化液滴在曲面和平面等界面的微观与宏观运动行为，其创新点在于打破了传统的单一过滤机制，创新性地提出了“破乳”与“粒度筛分”协同作用的分离模型；最后，在超润湿多孔材料制备内容方面，在上述理论与模型的指导下，其核心创新点在于针对性地创制了三种高性能油水分离材料，即利用冰模板法开发了高通量分离油包水乳液的超疏水蜂窝状多孔材料、利用3D打印及表面改性技术制备了可正反面分离水包油乳液的超亲水漏斗状多孔材料，并进一步利用选区激光熔化技术（SLM）首创了液下超双疏拓扑状多孔材料，成功实现了复杂乳液体系下高纯度、高通量及可按需切换的油水分离应用。

图1 主要研究内容及成果

代表性学术成果：

[1] Yu Yang, Zhiying Ren*, Chunhui Zhou, Youxi Lin*, Linxi Hou, Linwei Shi, Shuncong Zhong*. 3D‐Printed Robust Dual Superlyophobic Ti‐Based Porous Structure for Switchable Oil/Water Emulsion Separations [J]. Advanced Functional Materials, 2023, 33(15)(一区Top IF=19.924)

[2] Yu Yang, Zhiying Ren*, Weiping Chen, Mingzhi Fan, Youxi Lin*, Zhiguang Guo*. Superhydrophobic wire-cotton woven porous material with excellent durability for emulsion separation [J]. Separation and Purification Technology, 2023, 320. (一区Top IF=8.6)

[3] Y Yang, Zhiying Ren*, Liangliang Sheng, Hongyin Li, Youxi Lin, Ling Pan*. Establishment of high-temperature fretting wear prediction model for metal rubber with complex helical network structure [J]. Tribology International, 2023, 188 (一区Top IF=6.2)

[4] Y Yang, Zhiying Ren*, Chunhui Zhou, Youxi Lin, Linwei Shi, Linxi Hou*. Anisotropic superhydrophobic graphene aerogel with radial superelasticity and axial superstiffness for efficient on-demand oil–water separation [J]. Journal of Materials Chemistry A, 2023, 11(36): 19524-35. (二区Top IF=11.9)

[5] Liangliang Shen, Y Yang*, Hongyin Li, Shilun Shi, Linwei Shi, Zhiying Ren*. Design of 3D printing superhydrophilic pyramid-shaped porous materials for oil-in-water emulsion separation and visualization of separation mechanism [J]. Chemical Engineering Journal, 2024, 500. (一区Top IF=13.4)(通讯作者)

[6] Weiping Chen, Yu Yang, Zhiying Ren*, Hongling Qin, Xueyong Chen*. Framework reinforced orderly-woven superhydrophobic metal–carbon composites for efficient emulsion separation in harsh environments [J]. Separation and Purification Technology, 2024, 330 (一区Top IF=8.6)(共同一作)

[7] Yu Yang, Junzhe Feng, Zhiguang Guo*, Liangliang Shen*. Theoretical derivation of the wetting equation for surface micro-nano structures[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2025, 725: 137533. (二区 IF=5.2)

[8] Yu Yang, Zhiying Ren*, Siyang Zhao, Zhiguang Guo*. One-step fabrication of thermal resistant, corrosion resistant metal rubber for oil/water separation [J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, 573: 157-64. (二区 IF=5.2)

[9] Yu Yang, Zhiying Ren*, Youxi Lin, Linlin Li, Ling Pan, Hongling Qin, Linxi Hou*. Robust graphene/poly(vinyl alcohol) aerogel for high‐flux and high‐purity separation of water‐in‐oil emulsion and its computational fluid dynamic simulation [J]. AIChE Journal, 2022, 68(6). (三区 IF=3.7)

[10] Yu Yang, Zhiying Ren, Siyang Zhao, Zhiguang Guo*. Robust Superhydrophobic Composite Featuring Three-Dimensional Porous Metal Rubber with an Embedded Carbon Nanofiber Network for Emulsion Separation [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020, 59(13): 6172-82 (三区 IF=4.2)

[11] Zhiying Ren, Yu Yang, Youxi Lin*, Zhiguang Guo*. Tribological Properties of Molybdenum Disulfide and Helical Carbon Nanotube Modified Epoxy Resin [J]. Materials, 2019, 12(6) (三区 IF=3.4) (导师一作)

[12] 任志英; 杨宇; 林有希; 周春辉; 史林炜; 超双疏钛基三维多孔材料的制备方法及应用, 2024-07-26,中国, CN202211366430.6 (发明专利)

[13] 任志英; 杨宇; 黄子豪; 樊铭智; 张发望; 一种防磨吸附型金属橡胶复合超疏水材料的制备与应用,2023-08-11, 中国, CN202210788320.2 (发明专利)

获得荣誉：

（1）中国国际“互联网＋”大学生创新创业大赛 国赛银奖（创始人）

（2）福州大学博士研究生科技创新基金

（3）福建省优秀博士论文

（4）福建省优秀硕士论文

（5）福州大学优秀毕业生

（6）宝钢奖学金

（7）能化奖学金

（8）综合一等奖学金

（9）福州大学2024年 十大年度人物