1月8日上午，2018年度國家科技獎勵大會在人民大會堂隆重舉行。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心劉景富研究員主持的“納米材料的選擇性吸附環(huán)境污染物機理及水相分離功能調控”項目榮獲國家自然科學二等獎。項目的主要完成人有中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心劉景富研究員、蔡亞岐研究員、劉倩研究員、趙宗山研究員、江桂斌院士。

該項目屬于環(huán)境科學與技術領域。水環(huán)境中的持久性有毒污染物嚴重危害生態(tài)環(huán)境與人體健康，高效分離富集和去除這些微量污染物的方法是研究其環(huán)境行為與效應并發(fā)展污染防治技術的重要基礎，也是我國環(huán)境與人體健康保護的重大需求。納米材料在水中污染物的高效吸附去除等方面具有巨大的潛力，選擇性吸附目標污染物和水相分離功能是決定納米材料吸附去除水中污染物性能的關鍵因子。該項目以納米材料的選擇性吸附污染物原理和水相分離功能調控等前沿科學問題為核心，系統(tǒng)研究了納米材料吸附污染物的分子作用機制與調控以及納米材料的水相分離富集和回收等關鍵難題，取得了以下重要發(fā)現：

1.揭示了納米材料對不同類型污染物的選擇性吸附原理。構建了具有不同表面電荷、絡合能力和疏水性等表面特性的納米吸附劑，發(fā)現這些吸附劑的表面結構和官能團性質決定了其對不同金屬離子和不同類型有機污染物的吸附性能，揭示了納米材料對污染物的選擇性吸附作用機制，為設計制備選擇性吸附目標污染物的納米材料提供了理論依據。

2.闡明了磁性納米材料的水相分離性能及選擇性吸附功能的調控機制，構建了兼具選擇性吸附和水相分離功能的系列磁性納米材料。發(fā)現Fe3O4納米材料可在重復使用中保持優(yōu)異的選擇性吸附和磁性分離功能;通過改性或表面修飾增加磁性納米材料選擇性吸附目標物的表面官能團，可顯著提高其選擇性吸附目標污染物的能力，消除水環(huán)境中大量共存物質的干擾。構建了選擇性吸附去除砷、氟、全氟化合物、烷基酚類內分泌干擾物等典型污染物的系列磁性納米材料，突破了納米材料高效選擇性吸附水環(huán)境中微量污染物和水相分離的難題。

3.發(fā)現了基于濁點萃取調控納米材料水相分離功能的新原理，創(chuàng)建了基于該原理分離回收納米材料的新方法。發(fā)現了利用濁點萃取調控納米材料水相分離功能的新途徑，并揭示了其通過形成非離子表面活性劑-納米材料膠團復合結構而實現水相分離的作用原理?；谠撛韯?chuàng)建的萃取痕量納米材料的新方法，可富集不同粒徑、化學組成和表面修飾的納米材料并保持其原有形貌和尺寸特征，為納米材料的分離回收及環(huán)境行為與效應研究提供了關鍵技術。

研究成果發(fā)表在 Environ. Sci. Technol. 等本領域著名 SCI 期刊，得到國際同行廣泛引用，豐富了納米材料功能化修飾和水相分離調控理論，在國際上引領了磁性納米材料選擇性吸附污染物及納米材料濁點萃取分離等研究方向，創(chuàng)建的納米材料濁點萃取分離富集方法在國內外得到廣泛應用并取得重要學術成果，推動了環(huán)境科學與技術等基礎學科的發(fā)展。8篇代表性論文被 SCI 他引1552次，其中4篇的單篇 SCI 他引超過200次(單篇最高 SCI 他引428次)，6篇入選 ESI 高被引論文，1篇獲 J. Chromatogr. A 高引用論文獎。項目獲授權發(fā)明專利3件。項目完成人獲得全國百篇優(yōu)秀博士學位論文(3人)、國家杰出青年科學基金(2人)、國家優(yōu)秀青年科學基金(1人)，受聘 Environ. Sci. Technol. ， Nanolmpact 等4個 SCI 期刊主編和副主編，入選 Elsevier 高引用論文作者榜單(2人)。