让普通矿石变身纳米材料

基于湿法凹凸棒石高值利用关键技术开发与应用

　　编者按 在1月8日召开的2018年度国家科学技术奖励大会上，有41项涉化成果荣获2018年度国家科技奖。这些成果涵盖了油气、现代煤化工、新能源、新材料等多个领域，代表了全行业最高科研水平。

　　为使读者更全面地了解这些获奖项目，本版从今日起开设《国家科技奖成果展示》栏目，介绍部分获奖成果。

　　□ 本报记者 仇国贤

　　我国凹凸棒石储量在全球名列第一。中国科学院兰州化学物理研究所科研人员历经10年的持续技术攻关，将普通的凹凸棒石变身为珍贵的纳米材料，大幅提升其经济价值，显著增强了我国凹凸棒石产业的核心竞争力。在1月8日召开的国家科技奖励大会上，兰化所完成的基于湿法凹凸棒石高值利用关键技术开发与应用成果喜获国家技术发明二等奖。

　　凹凸棒石是一种含水富镁的铝硅酸盐矿物，具有棒状晶体结构，同时也是一种天然的一维纳米材料，作为基础材料广泛用于化工、建材、环保和功能材料等国民经济重要领域。据统计，国内凹凸棒石的储备量在全球名列第一，已探明储量超过世界总量的50%，安徽、甘肃等地凹凸棒石的储量尤为丰富。但我国凹凸棒石资源以红色、伴生矿组成复杂的低品位矿居多，同时棒晶呈束状聚集，利用传统干法加工工艺难以实现高值应用。

　　为了破解影响我国凹凸棒石资源高效利用的制约瓶颈，兰学所项目团队历经10年的持续技术攻关，突破了湿法低品位凹凸棒石结构性转白关键工艺，攻克了伴生矿高效转化和凹凸棒石棒晶束无损解离关键共性技术难题。

　　项目成果申请了国家发明专利50项，获授权发明专利24项，从应用基础突破、关键技术发明到高值产品开发，形成了具有自主知识产权的完整工艺技术包和创新链，破解了制约我国凹凸棒石产业规模化发展的技术难题。

　　采用该项目成果开发的凹凸棒石纳米棒晶、类玛雅蓝颜料和凹凸棒石生物炭等系列产品在锂离子电池隔膜涂层、工程塑料增韧补强、自清洁耐候防腐涂料和环境修复领域中应用，显著增强了我国凹凸棒石产业的核心竞争力，对推动凹凸棒石及相关产业发展，带动区域经济增长，具有重要和深远的意义。

　　此外，项目团队还出版了《凹凸棒石黏土应用研究》和《凹凸棒石棒晶束解离及其纳米功能复合材料》专著2部，共同制定国家标准和行业标准各1件。项目第一完成人王爱勤研究员是目前国际上发表凹凸棒石SCI论文最多的作者，成功入选2017年和2018年全球“高被引科学家”工程学榜单，形成的高端产品各项性能指标达到或超过国外同类产品的技术水平。该项目成功地将普通的凹凸棒石转变为珍贵的纳米材料，使我国的凹凸棒石产业跨入世界先进水平。

　　科学家预计，未来凹凸棒石将被广泛用于制作凹凸棒石纳米无机凝胶、凹凸棒石呕吐毒素等高附加值产品，这将大大提高凹凸棒石的效用，凹凸棒石也能为人类创造更多价值。