①课题来源与背景： 本项目属于国家自然科学基金项目，该课题的经费由国家自然科学基金委员会支助44万元。 背景是：表生环境中的聚合羟基阳离子(Polyhydroxy Cations)普遍存在于水体环境和陆地生态系统中，对土壤和水环境中重金属等无机污染物和有机污染物的活化、迁移、 转化和最终归宿以及营养物质的生物地球化学循环等均有较大影响。目前，中国有机污染物（农药，石油烃、多环芳烃等）污染农田面积已达3.6×107 hm2，土壤污染尤 其是有机污染具有隐蔽性，往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至要通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此从产生污染到问题出现通常会滞后较长时间。具有络合、 配位基团的有机分子进入土壤后，常与粘土表面(内或外表面、层间域)氢键结合形成配合物或半盐类， 或与层间离子交换、络合，实现宏观上沉淀与溶解、吸附与解吸、络合与离散、氧化与还原等过程 的动态平衡即动力学稳定性，从而使这些有机分子能长久停留在土壤粘土中，粘土矿物层间域能有效吸附或与有机分子进行界面反应，对有机分子具有锁定作用(Sequestration)。在华南地区表生环境中广泛存在着酸性赤红壤、砖红壤和水体沉积物，在这些表生环境中，聚羟基阳离子、粘土矿物等颗粒物分布广泛，且大都以胶体或微细颗粒物形式存在，含有多种活性基团，之间存在复杂的微界面作用。近年来本课题组在粘土矿物材料与环境修复、柱撑粘土矿物研究方面开展了大量的前期工作，成功制备了聚羟基铝、复合聚羟基铁铝柱撑蒙脱石、无机/有机柱撑蒙脱石、有机柱撑蛭石等多种柱撑粘土矿物；对柱撑粘土矿物层间域的微结构特征及性能进行了深入的研究；开展了利用有机/无机柱撑粘土矿物治理苯酚、氯酚等有机污染物和 Cu2+，Cr3+，Cd2+等重金属离子的研究工作， 取得很好的净化效果。

    ②研究目的与意义： 通过聚羟基阳离子/粘土复合体对毒害性有机物的锁定作用、可见光光催化 降解实验及复合体的电化学与界面特性研究，探讨毒害有机污染物与聚羟基阳离子/粘土复合体微界面反应的锁定作用、可见光光催化动力学过程，及其与粘土矿物表面分子成键类型、络合形态等微结构变化之间的关系。为进一步揭示华南表生环境下污染土壤中聚羟基阳离子/粘土矿物复合体表面活性对有机污染物环境行为的调控规律，了解和掌握此类矿物在环境自净过程中的影响和作用，阐明表生环境中有机污染物界面作用的动力学机制和迁移、富集、转化和降解规律，拓展粘土矿物在土壤及地下水毒害有机物污染修复、水污染治理工程领域的应用具有重要的理论意义与潜在的应用价值。为合理开发我国丰富的粘土矿物资源、研制新型高效的环境材料和有机污染土壤的原位修复提供科学依据。

     ③主要论点与论据： 聚合羟基阳离子是一类非常重要的活性无机离子，它们有着广泛的地理分布，几乎在各种类型的土壤和沉积物中都有产出。有机分子在粘土矿物层间域中的锁定作用是有机污染物重要 的环境化学行为，当有机分子被强烈锁定在层间域时，其生物活性和微生物对它的降解性能、有机分子在环境介质中的迁移活性等都会减弱，因此有机污染物很容易在土壤中积累，在一定条件下可能会造成更大的污染隐患。聚羟基阳交联粘土可以通过其表面羟基与有机化合物的羧基、醇基、胺基、硝基、苯环等多种不同结构基团反应，形成不同键性、键强的表面络合物，实现锁定作用，控制着它们的地球化学迁移。

     ④创见与创新： 应用多种现代谱学分析测试技术从原子和分子及化学成键特征的水平上研究低聚合羟基阳离子交 联粘土矿物表面络合锁定模式，毒害性有机物与聚羟基阳离子交联粘土矿物复合体表面的成键特征、光催化反应机理、微界面反应过程中微结构变化特征，体现了本课题研究方法的创新性。 本课题从天然和合成两方面入手，针对不同粘土矿物合成多种不同低聚合羟基阳离子（表生环境 特别是酸性土壤中含量丰富的可离解低聚合羟基阳离子）/粘土矿物复合体，研究其矿物学、电化 学、微结构和光催化特性。可解决表生环境中低聚合羟基阳离子/粘土矿物复合体微界面反应特性中的关键问题（低聚合羟基阳离子与粘土矿物表面络合作用，低聚合羟基阳离子/粘土矿物复合体 的微结构特征及其表面功能基和表面光催化活性），是界面反应理论方法的创新，充分体现了本项目前沿性和学科的交叉性。 本课题运用低聚合羟基阳离子/粘土矿物复合体对毒害性有机物的锁定作用、界面光催化反应动力学实验研究，以及矿物复合体表面结构谱学的研究，探讨复合体与毒害有机物界面反应的动力 学过程，及其与矿物表面有机分子成键类型、络合形态之间的关系。体现了技术路线的创新性。

    ⑤社会经济效益，存在的问题： 本项目属于基础研究类，无明显的经济效益。社会效益是揭示了华南地区表生环境下污染土壤中低聚合羟基阳离子交联/粘土矿物表面活性对有机污染物环境行为的调控、修复规律。

     ⑥历年获奖情况：无。