甘肃省自然科学基金重大项目通过验收

2022418,甘肃省科技厅组织有关专家对中国科学院兰州化学物理研究所承担的甘肃省自然科学基金重大项多维度凹凸棒石构筑功能新材料应用基础研究(项目编号18JR4RA001)进行了验收。验收委员会认为,该项目针对制约甘肃凹凸棒石产业规模发展应用瓶颈问题在基础研究方面获得了新认识,在高值化利用方面获得了新技术完成了合同规定的各项指标任务,一致同意通过验收。

甘肃凹凸棒石黏土是湖相沉积型矿物,矿物主要成分是凹凸棒石,还含有伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层矿物等属于典型的混维凹凸棒石黏土。同时类质同晶取代现象较为普遍,矿物大多呈现砖红色、灰色或土黄色等。由于伴生矿物相对复杂和色泽较深,制约了甘肃凹凸棒石产业的规模发展。该项目针对储量较大的砖红色混维凹凸棒石黏土,通过梯度溶蚀法揭示了凹凸棒石中Fe3的赋存状态和致色机理,深化认识了凹凸棒石和伴生矿结构演变机制,发展了高效固相转白新技术形成了矿物资源和知识资源数据库,为混维凹凸棒石黏土高值利用奠定了应用基础。

采用以色致色策略,以砖红色混维凹凸棒石黏土构筑了高性能铁红杂化颜料,发展了机械力化学绿色制备方法揭示了杂化和呈色机理利用转白后的混维纳米棒/片构筑了高分子复合材料、抗菌材料和多孔吸附材料,揭示了棒/片混维结构在增韧补强和界面调控中的作用机理;利用混维凹凸棒石黏土八面体中溶蚀的金属离子,构筑了层状双金属氢氧化物,高效吸附阴离子染料后直接煅烧制备了生物炭复合材料,并应用于重金属污染土壤的修复;利用矿物伴生的石英砂构筑了钴蓝杂化颜料,实现了资源的有效利用。该项目围绕砖红色混维凹凸棒石黏土,初步发展了以色致色-酸蚀转白-功能材料构筑-酸蚀废液利用-生物炭复合材料-石英砂利用综合利用体系,为全矿物资源利用提供了实际路径。

2018年,为着力推进基础研究、应用基础研究与产业化融通创新,着力实现引领性原创成果重大突破,全面提升区域创新能力,推进创新型省份和科技强省建设,为创新驱动发展注入更强动能,甘肃省科技厅启动了首批自然科学基金重大项目,经费资助强度与国家自然科学基金重点项目相当。该项目着力解决甘肃混维凹凸棒石产业化进程中的重大科学问题,项目执行期间,发表学术论文60篇,出版英文专著1部,中文专著1部;获授权国家发明专利25件;主持制定了凹凸棒石黏土分级及测试方法国家标准1件;与甘肃融万科技有限公司合作建成了5000/砖红色混维凹凸棒石黏土转白生产线