中国地质大学（武汉）材料与化学学院材料系范力仁

qianduan

范力仁 教授

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中国地质大学材料与化学学院

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个人简介

2001-2007年任中国地质大学（武汉）材化学院材料化学教研室主任、材料化学专业负责人，负责材料化学专业创建工作，主持制定中国地质大学第一个材料化学专业教学计划；2007-2011年负责组建材料化学系，任系主任。

主持完成“十五”国家863”项目课题（2002AA2Z4171）子课题、“十一五”国家 863项目课题（2006AA100215）子课题的研究，现继续承担“十二五”国家 863项目课题（2011AA100503）子课题的研究工作。2006年获湖北省技术发明二等奖，武汉市科技进步二等奖；申请发明专利10余项，发表研究论文40余篇，合作完成专著一部；2008年指导大学生挑战杯项目获“湖北省第五届挑战杯动感地带大学生创业计划竞赛”特等奖；2003年评为中国地质大学（武汉）第三届“三育人标兵”，2010年被公开评选为中国地质大学（武汉）第二届“研究生的良师益友”。

现为中国中小企业协会项目评审与咨询专家（中小企协2008-18号），湖北省硅酸盐学会常务理事（2008-2013），广东省教育部企业科技特派员（2009B0150）。

学术建树

1.         提出水凝胶材料“动态水势”和“极限水势”概念、液体交换法测量水凝胶水势方法及计算方法。

       Water in Agriculture: Challenges, Technological Solutions & Innovations[M], Science Press,2010, p.47~100, ISBN 978-7-03 -027598-1.

2.          发现PAA离子型水凝胶ζ电位与溶胀度之间存在相关性，及一定条件下，二者均可发生急剧变化的现象。

        Preliminary study of the relationship between water absorbency and zeta potentials of crosslinked poly(acrylic acid)[J], Abstract/JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE,2011,152, e260-e262.

IF: 7.424

研究方向

1.           材料复合与功能化

2.           矿物材料

研究兴趣

1.       复合水凝胶材料

2.       天然矿物能源材料

3.       荧光量子点

在复合水凝胶材料方向，主要研究功能矿物/高分子复合凝胶材料、低成本超强吸水材料、吸湿复合凝胶材料的制备、表征、应用及相关理论；在天然矿物能源材料方向，研究能源矿物如硫铁矿等天然锂电池正极材料的深加工如提纯、改性及其应用等；荧光量子点材料方向，主要研究水溶性荧光量子点的制备技术及其应用。

成果简介

1.      复合水凝胶材料：

国家十五高技术发展研究计划（863计划）重大科技专项 “新型多功能保水剂系列产品研制与产业化开发”课题（2002AA2Z4171,2005AA2Z4030） “非金属矿物/高分子吸水保水复合材料的研制及产业化开发”(2005AA2Z4031)子课题负责人，国家十一五高技术发展研究计划（863计划）“绿色环保多功能保水制剂”课题（2006AA100215）“多功能多元矿物质节水制剂基础材料研制” 子课题负责人。

在以上课题的研究中，运用高分子材料化学和岩石矿物材料学的原理和方法，成功进行了非金属矿物/高分子保水功能复合材料的研制和产业化开发，解决了非金属矿物与吸水性高分子材料的复合技术和农用保水剂产品低成本产业化问题，产品具有吸液倍率高，保水能力强，抗盐性好，凝胶强度大，保水能力强的特点。该项成果于2005年10月通过湖北省科技厅组织的专家鉴定：成果总体处于国际先进水平，“矿物针对性深加工----矿物在聚合单体溶液中稳定分散----水溶液聚合复合”工艺技术处于国际领先水平。2005年10月该863项目课题以“非金属矿物/高分子吸水保水复合材料的研制与产业化开发”为标志性成果通过科技部验收，成果被视为保水剂研制的重大突破（科技部网站：科技部工作2006.8.6），并参加“国家十五重大科技成就展（2005.10.）”和“国家科技创新重大成就展(2006.1.)”。

在复合水凝胶材料方向以第一发明人申请发明专利11项，获发明专利授权9项，待授权2项；2006年获湖北省技术发明2等奖，排名第一，武汉市科技进步2等奖排名第二。2007年专利成果转化2项。

已在磁性膨胀吸附材料对水体、土壤、固液混合体系中重金属、稀土金属的吸附富集和分离等方面开展研究工作。

2.      天然矿物能源材料方向：

Li/FeS2电池是目前研制的一次电池中综合性能最好的电池体系之一，具有比能量高、工作温度范围宽、自放电率低、储存周期长、环境友好等显著的良好特性，更突出的是具有能够替换碱性锌二氧化锰电池的1.5V工作电压，而其比能量是碱性锌二氧化锰电池的7倍。

锂电池的性能主要取决于正极材料的性质，因此高质量的FeS2是Li/FeS2电池具有良好电化学性能的关键。研究表明，FeS2作为锂电池正极材料，具有很高的理论一次性放电比容量（达890mAh/g），工作电压为1.5V，能方便用于传统电池和便携式电气设备。

课题组以天然硫铁矿FeS2为原料，在惰性介质保护下，采用粉碎-超声波辅助化学除杂-表面包覆三步联用工艺，获得了优质且低成本的锂电池正极材料FeS2粉，有关杂质含量低于有关电池指令指标，可以替代人工合成硫铁矿粉，所装配的AA型Li/FeS2一次电池的成本得到大幅下降。

3.      水溶性荧光量子点方向：

量子点(quantum dots, QDs)是指半径小于或接近于激子玻尔半径的一类半导体纳米粒子，是一种由II-VI族或III-V族元素所组成（见表1），能够接受激发光产生荧光的纳米颗粒(其尺寸一般为1nm~100nm)。当颗粒尺寸接近或者小于激子波尔半径时，由于量子尺寸效应，原有材料的连续能带结构量子化，其光物理、光化学性质发生显著变化。因此，QDs是一类不同于本体又异于分子、原子特性的新型材料。量子点的研究已经成为物理、化学、材料学和生物学等多种学科的交叉点，开辟了半导体材料研究的新领域。QDs由于具有特殊而优良的可见光区荧光发射性质，且激发谱连续分布、荧光峰位置可随QDs的物理尺寸进行调控，因此在生物识别及其检测方面具有广阔的应用前景。

课题组已合成出红、黄、橙、绿四种颜色水溶性量子点，表面带有反应性功能团，可通过静电作用、共价偶联等作用标记生物分子作为荧光探针，用于生物医学研究和临床诊断，可实现一元激发多元发射，进行不同靶向目标的多色标记。

课题组已开展多种量子点的制备、表面包覆、功能团修饰及应用研究。

研究生培养

2011年累计毕业获硕士学位 22人，继续读博 2人。

2011：指导团队获中国地质大学（武汉）第七届“挑战杯”创业计划竞赛一等奖第一名；

2010：中国地质大学（武汉） “研究生的良师益友” ；

2010：指导研究生参加“全国高校环保科技创意设计大赛”  获银奖—— “优秀指导教师” ；

2010：研究生尹秋英同学的硕士论文被评为省级优秀硕论文——优秀指导老师；

2009：大学生青年科技节十周年“优秀指导老师”；

2009：张玺、尹秋英二同学的硕士论文被评为年度校优秀硕士论文——优秀指导老师；

2008：指导大学生挑战杯项目获“湖北省第五届挑战杯动感地带大学生创业计划竞赛”特等奖——优秀

指导老师；

2003：中国地质大学第三届 “三育人标兵”。