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研究方向

  黏土矿物关键共性技术研发 

  黏土矿物在形成过程中,往往会同时共生其它矿物,它们的存在会对黏土矿物晶体发育产生影响,并最终影响黏土矿物的化学组成和性质。因此,黏土矿物的研究既具有共性问题又具有鲜明的地域特色。甘肃凹凸棒石资源极为丰富,是典型的湖相沉积型矿物,因而八面体位置上阳离子的类质同晶取代较为普遍,晶体骨架中的Mg(II)部分被铁等变价离子替代使其呈现杂色。由于“颜值”较低和伴生矿物较多,不具备功能导向的工业应用价值,严重制约了凹凸棒石产业的规模发展。为此,研究目标为突破杂色混维凹凸棒石结构性转白及伴生矿物转化制备关键技术,解决混维凹凸棒石高值化利用的关键科学和技术问题;开发凹凸棒石和伴生矿物同步转化新技术,为功能应用奠定基础。

  黏土矿物纳米复合材料 

  开展黏土矿物高值化利用研究,通过各种处理方法,改进黏土矿物的理化性能,提升改性效率,重点开展凹凸棒石研究,以产业化应用为目标,以学科积累为基础,针对凹凸棒石的棒晶特点,通过复合技术,开发钴蓝、铋黄和催化材料等高端产品,重点解决科学和技术问题,为在有机无机复合材料中的应用奠定基础数据,同时为凹凸棒石产业链的形成和可持续发展解决项目源。 

  黏土矿物纳米杂化材料

  利用凹凸棒石一维纳米棒晶孔道结构,通过机械力辅助手段,深刻认识有机分子与凹凸棒石的主客体相互作用机制,解决利用凹凸棒石孔道高效构筑杂化材料中的关键基础科学问题,奠定凹凸棒石在杂化颜料、药物缓释和抗菌材料等方面高值化应用基础。利用凹凸棒石的一维纳米结构和孔道特性,在凹凸棒石棒晶表面和纳米孔道内原位组装有机染料,开发颜色鲜艳和耐候性好的类玛雅蓝颜料。在此基础上,开发基于黏土矿物的超疏水和超双疏涂层。为实际应用奠定基础。 

  黏土矿物功能吸附材料

  以环境友好的植物油为有机分散相,凹凸棒石纳米粒子为乳液稳定粒子,以Pickering-内相乳液为模板聚合,制备新型块状大孔吸附剂,用于重金属离子、稀散元素、染料和抗生素等物质的吸附分离过程。通过功能导向调控,构筑应用导向的纳米功能材料。利用凹凸棒石中溶蚀的金属离子和伴生矿物,系统研究一维棒晶和二维层状结构的差异性、互补性及互转性。通过系统研究深入认识不同维度矿物之间的转化规律,或利用凹凸棒石棒晶结构有针对性、系统性地构筑LDH层状双氢氧化物,得到具有一维和二维优势的混维纳米杂化材料,解决凹凸棒石在吸附材料和土壤调理或重金属修复材料等方面高值化应用的基础科学问题。

  环境友好生态修复材料 

  以可再生的植物资源和黏土矿物高值化利用为背景,以产品在生态环境治理中的配套应用为出口,通过分子设计和制备方法创新,开发能满足困难立地条件下植被恢复用保水、输水、防蒸腾、盐碱抑制、促根、种子大粒化和智能固沙等新材料,重点开展具有缓释肥料功能的有机无机复合保水材料和仿生智能固沙材料及其生物碳在土壤调理中的应用的研究,形成产品研发—中试放大—产业化的研究发展链,在实现产品好的价性比的同时,为生态恢复提供环境友好的修复材料,同时为产品在节水农业中的应用奠定基础。

  农产品加工废弃物的资源化利用与污染控制

  针对农产品加工行业废弃物污染严重和浪费惊人的产业背景,依托相关材料制备和分析测试条件、水质监测平台和拥有自主知识产权的系列专用装置,将实验室研究与中试研究相结合,资源化利用加工废弃物开发衍生材料与污染控制研究相结合,建立农产品加工废弃物的资源化利用与污染控制研究平台。通过从事废弃物中有益成分的提取分离研究、废弃物衍生材料的制备与性能研究、废弃物污染治理技术研究和废弃物资源化利用专用装置及中试研究,开展农产品加工废弃物资源化利用的应用示范,提出不同废弃物的完整成套利用技术,为大范围推广打好基础。

  太阳能光热转换材料研究

  针对太阳能光热转换涂层α/ε较低的研究现状,以高光效纳米级吸光剂和减反射层分子设计及其制备研究,光热转换涂层的制备及评价研究到平板集热器件的制备及评价研究的研究主线,优选喷涂法、提拉法、溅射法等涂层制备技术用于开发大面积、高光效光热转换涂层的制备及性能研究。开展制备方法、涂层结构、器件形式与材料光热转换关系的系列基础研究,通过积累测试数据,提升研究水平,为我国太阳能光热利用提供有力的技术支撑。

  太阳能光热利用与农产品干燥技术

  以太阳能光热利用在农产品干燥技术上的应用为出口,立足农产品专用干燥中试系统的运行研究,跟踪监测“农产品专用温室型双集热、双保温太阳能热泵干燥成套装备系统”的基础数据,建立太阳能光热利用与农产品干燥技术研究平台。通过完整技术链条的数据储备,集成研究专用于农产品干燥的光热耦合除湿干燥系统,开展农产品干燥的应用示范,提出特异性的操作工艺和质量标准,为大面积推广应用打好基础。   

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