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“资源与环境物理化学”研究梯队简介
发布时间:2011-5-22    立即打印    

梯队成员:张梅郭敏,李文超 

梯队简介:

我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要。因此中国十一五规划纲要提出,十一五期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。

资源与环境物理化学梯队研究宗旨是减排和环境保护,主要的研究领域为固废资源利用和新型环境保护材料的研制,分为三个组成部分,即:(1)冶金尘泥等固体废弃物综合利用,包括冶金污泥回收、有价金属元素的分离和提取、冶金污泥再利用等;(2)固体废弃物综合利用,包括煤矸石、废旧耐火材料等固体废弃物综合利用,即有价金属元素的分离和提取、新材料设计、工艺优化、新材料的合成等;(3)新型环境材料的研究,包括新型太阳能光电材料、无铅压电陶瓷、污水处理用材料、废气催化、净化用材料的研制、性能与结构研究等。

该梯队两名主要成员均为新世纪优秀人才称号获得者。目前,作为课题负责人负责国家自然科学基金3项,“973计划子课题1项,国家科技支撑计划3项,新世纪优秀人才支持计划2项及横向合作课题。总课题经费达到600余万元。获得教育部、北京市、冶金部等省部级二等奖5项。已经发表文章100余篇,其中SCI收录60余篇,合作编著《冶金与材料物理化学研究》一部,申报专利11项,获得授权7项。

代表性研究内容与成果:

 1)冶金尘泥等固体废弃物综合利用

钢铁行业是重要的国民经济支柱产业,在国民经济中占有重要的经济地位。同时,钢铁行业也是能耗和污染较严重的行业。钢铁冶金过程产生大量的固体废弃物,主要包括:烧结除尘灰、高炉瓦斯灰(泥)、转炉污泥与粉尘、电炉粉尘、轧钢污泥以及各高温作业工序产生的用后耐火材料等。钢铁企业的粉尘产生量一般为钢产量的10%左右,以年产5亿吨钢计算,我国钢铁行业每年的粉尘量达5000万吨左右。本课题组从含铅锌粉尘中提取金属锌、含钛高炉渣中提取钛、含铬尘泥还原后直接用于冶炼不锈钢等

从含钛高炉渣中富集钛

从高锌粉尘中提取锌及形貌

2)固体废弃物综合利用

工业生产过程中产生大量固体废弃物,如煤炭生产过程中,产生大量煤矸石废弃物,我国存积的煤矸石超过30亿吨,占地约1.3万公顷。在钢铁生产过程中每年产生用后的废旧耐火材料达到400 万吨,占耐火材料总消耗量的45%。这些固体废弃物利用率很低,有的甚至没有利用。本课题组以煤矸石、废旧耐火材料为原料,合成新一代氮氧化物耐火材料,提高了材料的附加值,该项目已经有科技部立项,在山西建立示范基地。

中试获得的Sialon材料

合成的多孔堇青石材料

3) 新型环境材料的研究

如今,环境保护成了人类的第一大问题,开发新型环境材料是解决环境问题的最直接的方法。本课题组已经成功开发出一系列纳米阵列太阳能光电转化材料、无铅压电陶瓷、污水处理用材料、废气催化、净化用材料等。

ZnO 纳米棒阵列的水热法可控制备

6 ZnO 纳米棒阵列的光电转化性能测试

TiO2纳米棒阵列形貌及其对焦化废水的降解

8 合成的KxNa(1-x)NbO3粉体及Ta掺杂KxNa(1-x)NbO3陶瓷性能

9 纳米NiO掺杂CeO2材料及其储放氧性能

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