个人简介:傅梁杰,教授,博士生导师,中国矿物岩石地球化学学会矿物岩石材料专业委员会委员、中国硅酸盐学会矿物材料分会理事、美国化学学会会员,主要从事矿物材料的开发与应用。从原子电子层次研究矿物材料的表面、界面、体相微观结构特征及其功能设计基本原理,探索矿物表界面微结构调控新思路、新技术及其在环境、催化、能源、石油、生物医药等领域的前沿应用。结合实验研究与理论计算,在国际上率先揭示了高岭土无机复合、有机复合、表面改性、结构改型等加工过程的微观机制并提出了多种矿物加工新方法,在Communications Chemistry、Advanced Functional Materials、Chemistry of Materials、Small、The Journal of Physical Chemistry Letters、Nano Research、Inorganic Chemistry、Applied Clay Science等发表论文50余篇,SCI被引2000余次,高被引论文5篇,主持国家重点研发计划项目、国家重点研发计划课题等国家级项目多项,获省部级科技一等奖1项(排名第3)。
具体研究方向:
1. 矿物材料计算模拟:粘土矿物、氧化物、碳材料、硫化物、氟化物
2. 矿物材料微结构功能设计:矿物与功能颗粒的界面结构设计及计算模拟;矿物的有机改性、无机改性;矿物的晶体结构调控、孔结构调控
3. 矿物、矿物材料的数据库构建:原子结构、能量、多组分与相图
4. 矿物加工及资源高值化利用:矿物的提纯与除杂、高值化、固废综合利用
5. 环境材料:重金属土壤修复、废水处理及工业应用示范
6. 复合材料:高端涂料、耐高温阻燃硅橡胶及工业应用示范
主要创新成果:
针对矿物复合材料加工过程,以高岭石为例,从原子、电子尺度上阐明了吸附、煅烧、还原过程中矿物与功能颗粒之间的界面键合、电荷转移的微观机制,揭示了矿物界面复合过程微结构及热力学变化规律,首次解析了矿物载体效应的微观本质。
针对矿物提纯过程,基于矿物表界面的微结构与热力学研究数据开发了多种矿物深度提纯的新技术,实现了多产地高岭土、埃洛石的高值化加工,指标达到国际领先;开发了多种用于生物、环境、纺织领域的高性能矿物材料,其优异的装载、吸附性能及稳定性具有推广应用前景。
针对矿物结构调控过程,从结构和能量的角度,解析了高岭石层间片层结构、端面表面结构与有机无机复合物、微生物等的界面作用机制,并基于相关理论成果开发了用于生物、环境、复合材料高端领域的矿物加工新技术;探索了矿物的形貌、尺寸以及元素、配位、价态、自旋、本征缺陷、电荷补偿等微结构特征对各项物理化学性质的影响规律,建立了矿物微结构与宏观性质构效关系的基础理论。
代表作:[1] Jie Wang, Yuhang Meng, Zhiyi Jiang, Muhammad Tariq Sarwar, Liangjie Fu*, Huaming Yang*. Engineering Nanoclay Edges to Enhance Antimicrobial Property against Gram-Negative Bacteria: Understanding the Membrane Destruction Mechanism by Contact-Kill. Advanced Functional Materials 2023, 33, 2210406.(矿物-细菌界面微观作用机制)
[2] Shilin Zhang, Qingjie Wang, Peng Zhang, Jie Wang, Yue Li, Chang Lu, Muhammad Tariq Sarwar, Xiongbo Dong, Qihang Zhao, Aidong Tang*, Liangjie Fu*, Huaming Yang*. Nanoclay‐Modulated Interfacial Chemical Bond and Internal Electric Field at the Co3O4/TiO2 P‐n Junction for Efficient Charge Separation. Small 2023, 3, 909.(复合界面微观机制)
[3] Jie Wang, Liangjie Fu*, Huaming Yang*, Xiaochao Zuo, Di Wu. Energetics, Interlayer Molecular Structures, and Hydration Mechanisms of Dimethyl Sulfoxide (DMSO)–Kaolinite Nanoclay Guest–Host Interactions. The Journal of Physical Chemistry Letters 2021, 12, 9973. (矿物插层微观机制研究,封面论文)
[4] Tianyu Liu, Jie Zhang, Peiwen Ouyang, Liangjie Fu*, Huaming Yang*. The Relation between Nanotube Diameter, Length and Surface Area and Pore Volume of Multi-Walled Spiral Halloysite Nanotubes: A Theoretical Study. Applied Clay Science 2021, 215, 106303.(大尺度矿物结构性质模拟)
[5] 傅梁杰, 刘天宇, 杨华明. 黏土矿物材料表界面功能设计的计算模拟. 硅酸盐学报 2021, 49, 1347. (受邀综述)
[6] Qihang Zhao#, Liangjie Fu#, Denghui Jiang, Jing Ouyang, Yuehua Hu, Huaming Yang, Yunfei Xi. Nanoclay-Modulated Oxygen Vacancies of Metal Oxide. Communications Chemistry 2019, 2, 11. (矿物材料复合界面微观机制,Nature Chemistry新闻报道)
[7] Liangjie Fu, Zhaoli Yan, Qihang Zhao, Huaming Yang. Novel 2D Nanosheets with Potential Applications in Heavy Metal Purification: A Review. Advanced Materials Interfaces 2018, 5, 1801094. (重金属吸附材料性能调控及其微观机制)
[8] Liangjie Fu, Huaming Yang, Yuehua Hu, Di Wu, Alexandra Navrotsky. Tailoring Mesoporous γ-Al2O3 Properties by Transition Metal Doping: A Combined Experimental and Computational Study. Chemistry of Materials 2017, 29, 1338. (元素掺杂机理)
[9] Liangjie Fu, Huaming Yang, Aidong Tang, Yuehua Hu. Engineering a Tubular Mesoporous Silica Nanocontainer with Well-Preserved Clay Shell from Natural Halloysite. Nano Research 2017, 10, 2782. (矿物结构改型过程调控及其微观机制)
[10] Kang Peng#, Liangjie Fu#, Jing Ouyang, Huaming Yang. Emerging Parallel Dual 2D Composites: Natural Clay Mineral Hybridizing MoS2 and Interfacial Structure. Advanced Functional Materials 2016, 26, 2666. (矿物材料复合界面微观机制)
专利:申请专利
[1] 傅梁杰;屈雨鑫;杨华明;樊迪康;李芙金;一种大尺寸超薄高岭土纳米片的制备方法,CN202211633704.3
[2] 傅梁杰;张杰;杨华明;樊迪康;屈雨鑫;一种埃洛石基吸附材料及其制备方法与应用. 专利号CN202210674622.7
[3] 傅梁杰;张杰;杨华明;屈雨鑫;唐爱东;一种埃洛石管腔除杂和扩大的方法.专利号CN202110438757.9
[4] 杨华明;路畅;傅梁杰;张毅;欧阳静;刘赛男;陈洪运;唐爱东;一种MCM-41有序介孔材料及其制备方法.专利号CN201910586446.X
[5] 杨华明;陈洪运;欧阳静;傅梁杰;张毅;一种利用累托石制备有序介孔材料Al-MCM-41的方法.专利号CN201810211838.3
授权专利
[1] 杨华明;解维闵;欧阳静;傅梁杰;刘赛男;一种二维黏土基复合除磷剂及其制备方法和应用.专利号CN201910491643.3
[3] 杨华明;解维闵;陈洪运;欧阳静;张毅;傅梁杰;刘赛男;一种水性防火隔热涂料、防火材料及其制备方法.专利号CN201810616351.3
[4] 杨华明;赵啟行;欧阳静;张毅;傅梁杰;一种氮化碳/高岭石复合材料及其制备方法和应用.专利号CN201810093235.8