一、简介
研究所依托山东省泰山学者团队,主要围绕我国可持续发展及绿色建筑中的材料、能源和环境等关键问题开展基础创新和应用研究,拥有多台材料制备、性能测试和结构分析等先进设备仪器,针对山东省新旧动能转换需求,立足自主创新,以解决太阳能应用技术瓶颈和固体废弃物制备高性能绿色建材为重点,研究太阳能获取、存储、应用的关键新材料,开发节能、节水、节材新技术,已形成固体废弃物综合利用、绿色微晶材料、建筑功能材料、太阳能高效转化材料、相变储热材料及其在绿色建筑的集成应用、人防门的轻量化、低成本石墨烯制备技术等特色和优势的研究方向。
二、近期承担的科研项目、发表论文专利获奖、合作交流情况
近期承担科研项目:
(1) 山东省重大科技创新工程项目, 2019JZZY020304, 赤泥微晶材料产业化技术与装备, 2019-07至2022-06。
(2) 住房和城乡建设部项目,2014-K-1-028,绿色建筑微晶板材关键成型技术研究,2014-01至2016-12。
(3) 山东省自然科学基金青年基金项目,ZR2020QE007,镁基9-4-9化合物的合成探索与热电性能优化,2020-07至2023-06。
(4) 山东省人防办科技研发项目,2020RF009,FRP筋钢纤维RPC在人防门轻量化领域的应用研究,2021-01至2022-12。
近期代表性论文:
(1)Liu Liqiang∗, Wang Xiaolin, Jing Min, et al. Broadband and Omnidirectional, Nearly zero reflective Photovoltaic Glass. Advanced Materials, 2012,24(47): 6318-6322. 影响因子27.398
(2)Liqiang Liu∗; Xiaolin Wang∗; Yanju Ji; Xiaoyue Liu; Min Jing; Fukun Ma; Peng Liu; Hui Tong; Experimental realization of ultra-broadband and extremely low reflectance in surface modified glasses, Nano Energy, 62(2019): 588–593.影响因子16.602
(3)Fukun Ma; Liqiang Liu*; Xiaolin Wang; Min Jing; Wenjie Tan; Xiaopeng Hao; Rapid production of few layer graphene for energy storage via dry exfoliation of expansible graphite, Composites Science and Technology, 2019, 185(2020): 107895.影响因子7.097
(4)Kaixuan Cui; Liqiang Liu∗; FukunMa; Mingjie Sun; Zhenyi Li; Liangkan Lin; Fabrication of CaCl2·6H2O/Na2SiO3·9H2O composite phase change material for floor heating system, Mater. Res. Express, 5(2018): 065524.影响因子1.929
(5)Mingjie Sun; Liqiang Liu∗; Fukun Ma; Min Jing; Liangkan Lin; Investigating the effect of graphene nanoplatelets on the thermal conductivity of KAI(SO4)2·12H2O. Mater. Res. Express, 5(2018): 045513. 影响因子1.929
(6)Kaixuan Cui; Liqiang Liu∗; FukunMa; Min Jing; et al. Enhancement of thermal conductivity of Ba(OH)2·8H2O phase change material by graphene nanoplatelets. Mater. Res. Express, 5(2018): 065522. 影响因子1.929
(7)Kaixuan Cui; Liqiang Liu∗; Mingjie Sun; Study on improving the heat storage property of Ba(OH)2·8H2O with paraffin. Mater. Res. Express, 4(2017): 125502. 影响因子1.929
(8)Shengwei Li; Liqiang Liu∗; Shengbin Zhang; Jianlin Hao; et al. Effect of crystallization temperature on surface reflectance characeristics of red mud glass-ceramic. Mater. Res. Express, 5(2018): 065207. 影响因子1.929
授权专利:
(1)刘立强;利用赤泥和废玻璃制备泡沫玻璃陶瓷的方法,ZL2012103678629,中国.
(2)刘立强; 一种以焦渣为主料制备全固废高强度玻璃陶瓷的方法, ZL201410469887.9, 中国.
(3)刘立强;利用赤泥和粉煤灰制备的多孔陶瓷及其制备方法,ZL2013102621524, 中国.
(4)刘立强;利用赤泥和粉煤灰复合制备玻璃陶瓷的方法,ZL201310264770.2,中国
(5)刘立强;减反射玻璃及二次碱腐蚀制备减反射玻璃的方法,ZL201210331809.3,中国
合作交流情况:
本研究所与国内外多个知名院校保持长期交流合作,在固体废弃物综合利用、绿色微晶板材、相变储热材料、太阳能地暖系统、人防门轻量化等领域与国内多个企业进行了深入合作。已签订横向课题十余项,鉴定成果1项,研究成果为企业创造经济效益上千万元。
三、主要研究方向
(1) 固体废弃物综合利用,已实现粉煤灰、赤泥、钢渣、石膏、尾矿等工业固体废弃物的综合利用,制备了微晶玻璃、泡沫微晶、建筑保温材料、地聚物混凝土、重金属吸附材料、石膏制品等产品。
(2) 绿色微晶材料,具有高抗折强度(>100MPa)、高硬度(莫氏硬度>6)、低吸水(<0.01%)高耐蚀(UA+)的特点,是理想的大理石、瓷砖等建筑装饰板材的替代品,已完成中试实验,拟开发其他绿色微晶制品用于高温、海洋、腐蚀等特殊环境。
(3) 建筑功能材料,已开发出无机保温隔热材料、高效吸附剂、低成本石墨烯等建筑功能性材料。无机保温隔热材料强度高、保温性好、成型容易、生产成本低、质量轻、导热系数低、耐温、耐腐蚀,可用于建筑的墙体保温、隔热、吸声等应用领域。高效吸附剂主要用于重金属污染的预防和治理,经过改性负载处理,性能效果达到了国际公认最高水平的日本吸附材料的级别。
(4) 太阳能高效转化材料,采用创新的二次腐蚀法开发出减反射玻璃,制备出了低成本高效吸收膜层,将太阳光(250-2500nm)全波段的透过率和吸收率提高到99%以上,目前已完成该产品的中试实验。
(5) 相变储热材料及其在绿色建筑的集成应用。通过研发相变潜热大、导热率高、不可燃、稳定性好、价格低廉、储热效率高的中低温无机水和盐相变材料,为城镇和农村建筑的太阳能储热应用奠定基础,在工业余热回收、建筑保温采暖、养殖、储运、航空航天等领域具有广阔应用前景。已完成相变储热材料在绿色建筑中的综合应用技术示范工程。
(6) 材料的计算模拟,为材料配方、性能、结构设计提供理论依据,采用量子力学、分子动力学和有限元方法进行了材料的计算模拟研究。
(7) 人防门的轻量化研究。采用高强、轻质、耐火材料替代原有的基体材料,改善了人防门自重大、易变形和安装不便等问题。
(8) 石墨烯低成本制备技术。采用创新的“干法剥离”技术,可以在无溶剂的条件下快速制备具有横向大尺寸,厚度在2-3nm的薄层石墨烯材料,制备工艺成本低廉,简单可靠,高效节能。
四、研究所人员简介
刘立强教授,所长,博士生导师,中国仪表材料学会常务理事,中国机械学会材料分会理事,中国复合材料学会矿物复合材料分会理事,中国硅酸盐学会固废专委会委员,中国循环经济协会固废专委会委员。共参加和承担国家自然科学基金、863、973、省重大创新工程等项目10余项,获得发明专利11项,发表AM等学术论文60余篇,培养硕博士研究生40余名。在绿色微晶玻璃、相变储热材料、太阳能高效利用等领域的研究成果达到国际先进水平。
井敏副教授,硕士生导师,山东硅酸盐协会复合材料专委会委员,主持山东省自然科学基金1项、山东省高等学校科技计划项目1项。发表SCI和EI收录论文多篇,授权专利2项,培养硕士研究生5名。主要从事石膏固体废弃物综合利用、新型绿色建材、高分子复合材料等领域研究工作。
房永广博士,硕士生导师,山东省加强基层党组织建设工作队队员、山东省民营企业高质量发展服务队队员,清华大学访问学者,中国建材联合会粉体技术分会副秘书长。牵头成立固体废弃物综合利用校企产学研基地、人防技术校企产学研基地等平台建设。主持山东省人防办科技研发项目1项,参与山东省重大专项子项1项,发表论文10余篇、出版教材专著2部、授权发明专利3项。长期致力于粉体技术、工业固废资源化、尾矿干排领域的产学研结合。
马福坤博士,硕士生导师,主要从事纳米材料在能源领域的开发与应用工作,在光催化制氢、超级电容器、锂离子电池、相变储能等领域具备良好的研究背景,在Nano Energy, ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊发表多篇SCI论文。
谭文杰博士,主持山东自然科学青年基金一项,参与国家自然科学基金面上项目1项,山东省重点研发计划1项,在SCI、Ei收录期刊发表论文10余篇。主要研究领域为新型建筑材料,包括混凝土及外加剂、地聚物、充填材料、压浆剂等。
五、联系方式