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高性能酶制剂的设计开发及其在半导体制造中的污水处理和循环水再生方面的应用

申报人:金鑫 申报日期:2023-09-18

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
高性能酶制剂的设计开发及其在半导体制造中的污水处理和循环水再生方面的应用
创新训练项目
理学
化学类
创新类
化学化工学院
金鑫
指导教师
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主持国家自然科学基金委 青年基金,面上项目;

主持上海市科技启明星C类项目,上海市重大基础科学研究计划;

主持上海交通大学多项科研项目,医工交叉项目,晨星C计划,科技创新专项等

主持多项企业合作项目,合作企业涵盖国企、外企和初创公司,合作金额超过3000 万。

参与973计划、科技部重大专项、面上项目、上海市重点项目等。

本团队承担国家重点研发计划和上海市重大基础研究计划,长年从事酶基新药设计、蛋白基功能材料和含酶传感器等方面的基础研究。对于药物递送、生物检测、生物燃料电池等方面的技术有多年的积累。相关研究工作已经在化学、材料等领域的知名期刊发表。

针对本部分的研究,已有研究生进行了基本的前期研究和方法摸索,打通了具体的试验路线。本项目面向工业,主要应用领域以半导体行业为主,会与相关企业形成合作。

在半导体制造过程中,因为刻蚀和精细制造等操作,需要频繁多次的清洗硅片基地。根据制程工艺的差别和具体的制造流程,其中相当一部分清洗是使用水相清洗,因此会产生大量的污水。全部排放污水会形成水资源的浪费,同时会产生污染。因此,头部半导体企业会对水进行二次、三次甚至多次利用。为保证多次利用的水的纯净度,清除和处理污水中的污染物尤其关键,污染物的清除效率,也是工业水循环和多次利用的制约技术。

污水中可能存在大量的污染物,种类多,浓度高。比如,半导体污水一般含有较高浓度的酸或者碱,有机物、含氟分子、过氧化氢等等,污水的循环再利用,需要高效的对上述物质进行清除,这是实现行业水循环的关键。

现有成熟的工业水处理方法,如化学氧化、活性炭吸附、膜过滤等,但上述方法尚无法快速处理半导体工业废水。利用酶去催化和分解污染物是理论上具有可行性的,首先没催化处理具有环境友好,反应高效,维护成本低等优势,但由于酶本身结构复杂、其催化能力收到环境影响大,因此利用酶作为分解机对使用环境具有较高要求。

本团队常年从事酶的修饰和保护相关研究,在酶的结构保护和催化能力稳定等方面形成了很多技术积累。希望开发相关的酶制剂,能够解决半导体行业的污水处理和循环使用的痛点问题。

选题成员

2

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 金鑫 登录状态下查看 化学化工学院 第一指导教师

选题附件

结束