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。

　　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。

硅基超疏液涂层工程应用与探索　　

超疏液涂层在自清洁、防结冰、防雨衰、防腐、减阻等军工、能源、通信、电子/家电领域具有广泛应用前景，但普遍存在机械稳定性、耐压性、耐候性差的问题，严重影响其服役寿命。虽有大量文献报道，但超疏液涂层的综合稳定性始终没有本质性突破，产业化和实际应用严重滞后。

硅基功能材料组主要从事超疏液涂层研发及交叉应用研究：

（1）构建高性能超疏液涂层：以有机硅化学、聚合物/硅酸盐黏土纳米复合材料为基础，突破超疏液涂层综合稳定性差、制备方法复杂昂贵等共性技术瓶颈，解决技术瓶颈背后的核心科学问题，构建系列性能优异的超疏液涂层。

（2）开展实际应用：开展需求导向的交叉研究，实现超疏液涂层产业化，实现其在抗危化液体粘附、5G天线罩/雷达罩防雨衰、新能源设施防结冰等方面的实际工程应用，阐明产业化、工程应用中的科学问题。

（3）探索潜在应用：探索超疏液涂层在锂金属电池隔膜/固态电解质、太阳能界面蒸发等方面的潜在应用，阐明潜在应用中的科学问题。

电化学储能材料与器件关键技术

       紧密围绕改革创新，以机制突破为重点，以技术创新为基础、以应用示范为手段，以突破传统电极材料（电容炭、硬碳、尖晶石类）低容量且动力学性能不足、电解液耐压窗口低且使用温域窄、缺乏工艺简单且安全高效的补锂/钠关键技术、器件功率密度和能量密度难以兼得的科学难点为目标，集中攻关一批具有关键核心意义的电极材料和电解液，探索电极材料与器件创新设计思想，试验示范一批具有产业化潜力的储能技术和装备。具体研究方向为：1.功能碳材料(电容炭、硬碳、石墨烯等)可控制备技术开发及应用； 2. 新型离子液体电解质设计及耐高压宽温域电解液组配关键技术；3.金属离子电池电极材料（尖晶石类、硅碳负极和补锂/钠材料）关键技术开发。

电站关键材料与技术 

紧紧围绕国家能源技术革命与绿色低碳发展的战略需求，面向国际能源科学前沿，聚焦河西走廊清洁能源基地、新疆清洁能源基地、黄河上游清洁能源基地、黄河几字湾清洁能源基地建设和清洁电力外送，围绕面向防护、节能、降碳、增效等功能电站关键材料的构筑及服役行为科学问题和共性关键技术需求，开展新疆准东高碱煤、沙尔湖高氯煤煤质特性、煤电锅炉辐射受热面防结焦、耐高温腐蚀与节能增效材料、太阳能光热电站先进光学与防护材料、风力发电电站叶片防护与回收再利用技术、光伏电站面板除尘与节能提效材料、大规模储能电站热管理、氢能储运材料等方面的基础研究和产业化推广应用，为能源新质生产力发展提供技术支撑。