关于中国科学院广州分院推荐我所2015年广东省科学技术奖励项目的公示
根据《广东省科学技术厅关于2015年度广东省科学技术奖推荐工作的通知》(粤科函管字〔2015〕491号)规定,现将中国科学院广州分院推荐我所2015年广东省科学技术奖励项目公示如下:
项目名称:非金属矿物结构与表面反应性的调控及其机制
主要完成单位:中国科学院广州地球化学研究所
主要完成人:何宏平,袁鹏,朱建喜,周琴,陶奇,刘冬,梁晓亮,
沈伟,朱润良
项目简介:
本项目属于矿物学的基础和应用基础研究。
非金属矿物资源的利用水平及其与金属矿产资源产值的比例是衡量一个国家工业化成熟度的重要标志。非金属矿物是我国的优势资源,但“掠夺式开采、粗放式利用”的生产模式造成了资源的极大浪费。如何提高非金属矿物资源的利用效率是我们当前面临的一个重大科技任务。许多非金属矿物具有一些独特的结构与性质(如:纳-微米的粒径、可控的层间域、特殊的孔结构等),且其结构与表面性能具有可改造性。通过结构改型和表面改性,可显著提高矿物的表面反应性和经济附加值。因此,非金属矿物的结构与表面性能及其可控性研究,不仅是认识其资源特性的基础,而且是其高效利用的关键。
本研究正是基于上述背景,系统研究了我国优势矿种(蒙脱石、高岭石、硅藻土等)的结构和表面性质及其可控性,并建立了相应的调控技术与方法,为矿物资源的高效利用提供了理论和技术支撑。主要成果包括:
(1)率先在国际上开展了粘土矿物表面的有机硅修饰研究,开拓了矿物表面改性的新方向。通过化学键合的有机硅“桥”作用,建立了矿物表面、端面和层间性能的调控方法,并从原子尺度阐释了嫁接反应机制,为粘土矿物资源的高附加值利用提供了理论和技术支撑。
(2)创建了矿物的原位表征技术与方法,揭示了有机插层粘土形貌、层间域微结构与表面活性剂负载量的关系,并首次阐明了有机粘土在水环境中的原位结构特征;提出了有机插层粘土制备中对矿物和插层剂的选择原则,为降低有机粘土的制备成本提供了具体指标。相关工作成为国际上有机粘土研究的范例。
(3)突破了无机盐水解法只能形成层间负载结构的传统认识,阐明了新型层离型负载粘土的形成条件和机制;据此建立了系列纳米金属(或其氧化物)-粘土矿物负载体系的制备方法和结构、性质的调控技术。相关成果被国际同行认为是对柱撑粘土领域的一个重要贡献。
(4)通过原位表征和分子模拟的有效结合,阐明了有机粘土对污染物的吸附特征及其制约机制,并揭示了磁铁矿/蒙脱石(硅藻土)纳米颗粒负载体系去除重金属的协同作用机制。相关论文被列入ISI Top 1%论文。
本项目的10篇代表性论文被SCI他引550次,单篇最高他引130次,其中3篇论文入选ISI Top 1%论文。应Elsevier出版社邀请,成果主要完成人正在撰写相关专著。这些成果显著提升了中国科学家在矿物学研究领域的国际影响和地位。项目完成人中有1人获国家杰出青年基金,1人获国家优秀青年基金,3人入选ISI全球高引用率科学家名录,5人次在国际主流刊物和学术组织任职,1人获“南粤百杰”,1人获“科技创新青年拔尖人才”,1人获“丁颖科技奖”,1人获“侯德封奖”,1人获“中国科学院院长特别奖”,1人获中国科学院优秀博士论文奖。
主要完成人情况:
姓名 |
排名 |
技术职称 |
工作单位 |
完成单位 |
对本项目的主要贡献 |
何宏平 |
第一 |
研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
项目设计和组织者。对科学发现1和2有主要贡献,3和4有重要贡献。开展蒙脱石表面的有机硅烷修饰研究,系统考察有机插层粘土微形貌及层间域内微结构随表面活性剂负载量的变化情况,阐明有机粘土对有机污染物的吸附特征及其影响因素。代表性论文4的第一作者,代表性论文2、3、4、7、8和10的通讯作者,代表性论文5、6和9的合作作者。 |
袁鹏 |
第二 |
研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的主要参与者之一。对科学发现3有主要贡献,1和4有部分贡献。开展埃洛石、高岭石表面的有机硅烷修饰研究,阐明新型层离型负载粘土的形成条件,调控机制,及其与重金属的相互作用机制。代表性论文1、6、7和9的第一作者,代表性论文6和9的通讯作者,代表性论文2、3、4、8和10的合作作者。 |
朱建喜 |
第三 |
研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目主要参加者之一,对科学发现2有重要贡献,对科学发现1和4有部分贡献。建立了原位水环境条件下有机粘土的研究方法,首次获得了湿态有机粘土层间域微结构性质特征,结合其吸附行为,建立了有机粘土吸附水中有机污染物的科学构效关系。代表性论文3的第一作者,代表性论文2、4、6、7、8、9和10的合作作者。 |
周琴 |
第四 |
副研究员 |
中国科学院生态环境研究中心 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现2和4做出了重要贡献。通过考察有机蒙脱石对典型有机模型分子的吸附行为,吸附典型有机模型分子后其微结构及表面反应性的变化,探讨有机蒙脱石对典型有机污染物的吸附作用机制。代表性论文5和8的第一作者。 |
陶奇 |
第五 |
副研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现1做出了重要贡献。开展水滑石表面的有机硅烷修饰研究,建立了在气相、液相等条件下的矿物表面、端面和层间的嫁接方法,从原子尺度阐释了嫁接反应机制。代表性论文3和6的合作作者。 |
刘冬 |
第六 |
副研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现3做出了重要贡献。阐明新型层离型负载粘土的调控机制,及其与重金属的相互作用机制。代表性论文7和9的合作作者。 |
梁晓亮 |
第七 |
副研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现4做出了重要贡献。阐明磁铁矿/蒙脱石(硅藻土)负载体系吸附重金属的协同作用机制。代表性论文10的第一作者。 |
沈伟 |
第八 |
助理研究员 |
中国科学院 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现1做出了重要贡献。建立了在气相条件下的蒙脱石端面和层间的嫁接方法,从原子尺度阐释了嫁接反应机制。是代表性论文2的第一作者,代表性论文3和8的合作作者。 |
朱润良 |
第九 |
研究员 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
中国科学院广州地球化学研究所 |
是项目的重要参与者之一,对科学发现4做出了重要贡献。通过调控表面活性剂排列方式来优化有机粘土吸附性能,建立了粘土矿物的阳离子聚合物与表面活性剂同步改性方法,代表性论文9的合作作者。 |
代表性论文专著目录:
序号 |
论文被SCI引用的情况 |
影响 |
他引 |
1. |
Functionalization of halloysite clay nanotubes by grafting with gamma-aminopropyltriethoxysilane/Journal of Physical Chemistry C/Yuan P, Southon PD, Liu ZW, Green M-ER, Hook JM, Antill SJ, Kepert CJ. |
4.835 |
130 |
2. |
Grafting of montmorillonite with different functional silanes via two different reaction systems/Journal of Colloid and Interface Science/Shen W, He HP, Zhu JX, Yuan P, Frost RL. |
3.552 |
24 |
3. |
In situ synthesis of surfactant/silane-modified hydrotalcites/Journal of Colloid and Interface Science/Zhu JX, Yuan P, He HP, Frost RL, Tao Q, Shen W, Bostrom T. |
3.552 |
22 |
4. |
Organoclays prepared from montmorillonites with different cation exchange capacity and surfactant configuration/Applied Clay Science/He HP, Ma YH, Zhu JX, Yuan P, Qing YH. |
2.703 |
52 |
5. |
Changes in the surfaces of adsorbed para-nitrophenol on HDTMA organoclay- The XRD and TG study/Journal of Colloid and Interface Science/Zhou Q, Frost RL, He HP, Xi YF. |
3.552 |
37 |
6. |
A combined study by XRD, MR, TG and HRTEM on the structure of delaminated Fe-intercalated/pillared clay/Journal of Colloid and Interface Science/Yuan P, Annabi-Bergay F, Tao Q, Fan MD, Liu ZW, Zhu JX, He HP, Chen TH. |
3.552 |
53 |
7. |
Montmorillonite-supported magnetite nanoparticles for the removal of hexavalent chromium [Cr(VI)] from aqueous solutions/Journal of Hazardous Materials/Yuan P, Fan MD, Yang D, He HP, Liu D, Yuan AH, Zhu JX, Chen TH. |
4.331 |
102 |
8. |
Mechanism of p-nitrophenol adsorption from aqueous solution by HDTMA(+)-pillared montmorillonite -Implications for water purification/Journal of Hazardous Materials/Zhou Q, He HP, Zhu JX, Shen W, Frost RL, Yuan P. |
4.331 |
34 |
9. |
Removal of hexavalent chromium [Cr(VI)] from aqueous solutions by the diatomite-supported/unsupported magnetite nanoparticles/Journal of Hazardous Materials/Yuan P, Liu D, Fan MD, Yang D, Zhu RL, Ge F, Zhu JX, He HP. |
4.331 |
76 |
10. |
The remarkable effect of vanadium doping on the adsorption and catalytic activity of magnetite in the decolorization of methylene blue/Applied Catalysis B-Environmental/Liang XL, Zhu SY, Zhong, YH, Zhu J X, Yuan P, He HP, Zhang J. |
6.007 |
20 |
合计 |
|
|
550 |
联系部门:科技处
联系人: 郭素杰
联系电话:020-85290724
中国科学院广州地球化学研究所
二O一五年六月十七号