环境科学系

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蔡冬清

发布时间:2020-09-21

蔡冬清研究员博导

环境科学系

导师职务:环境科学系主任

联系方式:021-67792625 QQ544164512

电子邮箱:dqcai@dhu.edu.cn

办公地址:松江区人民北路2999号RAYBET雷竞技松江校区四号学院楼3136室。

个人简介

中科院青促会会员,中科院卢嘉锡青年人才奖获得者。从事现代农业与环境纳米材料应用基础研究,建立了辐照构筑纳米网络的方法,构建了基于纳米网的污染物迁移阻控技术体系,以主要完成人发明了化肥控失技术、农药控失技术、盐碱地修复技术及重金属修复技术并全部实现产业化,累计推广3亿余亩,产生经济效益300亿元以上,为我国环境污染修复提供了有效科技支撑。累计主持国家自然科学基金、安徽省科技攻关、中科院STS等项目10余项。以第一或通讯作者在ACS NanoChemical Engineering Journal等国际主流期刊上发表SCI文章40余篇;获授权国家发明专利46项(第一发明人19项),转化4项;参与制定行业标准1项;获省部级人才奖2项、一等奖2项、二等奖2项、三等奖1项。

教育经历

2004.9-2009.7:中国科学院合肥物质科学研究院,硕博连读获博士学位

2000.9-2004.7:山东大学物理与微电子学院,学士学位

工作经历

2019.5至今:RAYBET雷竞技,研究员

2017.3-2019.4:中国科学院合肥物质科学研究院,研究员

2013.3-2017.2:中国科学院合肥物质科学研究院,副研究员

2009.7-2013.2:中国科学院合肥物质科学研究院,助理研究员

研究方向

环境纳米材料、农业面源污染削减、重金属修复

承担科研项目

1. 辐照引发的凹凸棒土纳米网络控制吡啶类农药分子迁移的作用机理研究——国家自然科学青年基金(21407151)。

2. 中科院青年创新促进会项目(2015385)。

3. 同位素示踪控失尿素氮流失特性及代谢过程研究——安徽省科技攻关项目(1206c0805014)。

4. 纳米肥药研发与宁夏优势特色作物肥药减施增效关键技术集成示范——宁夏重点研发计划项目课题(2018BBF02021)。

5. 砂姜黑土区粮食生产关键技术研发与示范——中科院STS项目课题(KFJ-STS-ZDTP-054

6. 广西甘蔗先进种植和监管技术的研发与应用——中科院STS项目课题 (KFJ-STS-QYZD-199

7. 黄淮南片中低产田改良与产能提升科技示范——中科院STS项目课题(项目KFJ-STS-ZDTP-002)。

8. 中科院-孟山都青年人才交流项目(20160807-20160827)。

9. 淮北第二粮仓示范工程——中科院重点部署项目课题(KFZD-SW-105)。

10. 新型生物农药与增效肥料研制及应用——中科院STS项目课题(KFJ-SW-STS-143)。

11. 宁夏旱区专用控失化肥研发及应用示范——中科院重点部署项目课题(KSZD-EW-Z-022-05)。

代表性论著

1. Lihong Zhang, Chaowen Chen, Guilong Zhang, Bin Liu, Zhengyan Wu*, Dongqing Cai*, Electrical-driven release and migration of herbicide using a gel-based nanocomposite, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68, 6, 1536−1545. (*Co-corresponding author)(中科院1, JCR1, IF 3.571)

2. Yujie Gao, Chaowen Chen, Dongfang Wang, Lihong Zhang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, TiO2/biochar with light-switchable wettability as herbicide safener and foliar fertilizer adhesive, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2020, 8, 1121−1128. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 6.97)

3. Yubin Xiang, Xue Lu, Jiangtao Yue, Yan Zhang, Xiaoyue Sun, Guilong Zhang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Stimuli-responsive hydrogel as carrier for controlling the release and leaching behavior of hydrophilic pesticide, Science of the Total Environment, 2020, 722, 137811.(*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 5.589)

4. Zhaohuan Li, Jianmin Xiao, Chaowen Chen, Lina Zhao, Zhengyan Wu, Lichao Liu*, Dongqing Cai*, Promoting desert biocrust formation using aquatic cyanobacteria with the aid of MOF-based nanocomposite, Science of the Total Environment, 2020, 708, 134824. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 5.589)

5. Dongfang Wang, Zhangyu Dai, Xian Shu, Po Bian, Lifang Wu, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Functionalized nanocomposite for simultaneous removal of antibiotics and As(III) in swine urine aqueous solution and soil, Environmental Science: Nano, 2018, 5, 2978-2992. (*Co-corresponding author)(中科院1, JCR1, IF 7.704)

6. Chaowen Chen, Guilong Zhang, Zhangyu Dai, Yubin Xiang, Bin Liu, Po Bian, Kang Zheng*, Zhengyan Wu*, Dongqing Cai*, Fabrication of light-responsively controlled-release herbicide using a nanocomposite, Chemical Engineering Journal, 2018, 349, 101-110. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 8.355)

7. Dongfang Wang, Guilong Zhang, Zhangyu Dai, Linglin Zhou, Po Bian, Kang Zheng*, Zhengyan Wu*, Dongqing Cai*, Sandwich-like nano-system for simultaneous removal of Cr(VI) and Cd(II) from water and soil, ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10, 18316−18326. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 8.456, 总引14他引12)

8. Jianmin Xiao1, Guilong Zhang1, Junchao Qian, Xiao Sun, Jie Tian, Kai Zhong*, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Fabricating high performance T2-weighted contrast agent via adjusting composition and size of nanomagnetic iron oxide, ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10, 7003-7011. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 8.456)

9. Linglin Zhou1, Rongrong Li1, Guilong Zhang, Dongfang Wang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Zero-valent iron nanoparticles supported by functionalized waste rock wool for efficient removal of hexavalent chromium, Chemical Engineering Journal, 2018, 339, 85-96. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF  8.355, 总引14他引13)

10. Guilong Zhang, Linglin Zhou, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Anion-responsive carbon nanosystem for controlling selenium fertilizer release and improving selenium utilization efficiency in vegetables, Carbon, 2018, 129, 711-719. (中科院1, JCR1, IF 7.466)

11. Yubin Xiang1, Guilong Zhang1, Chaowen Chen, Bin Liu, Dongqing Cai*, ZhengyanWu*, Fabrication a pH-responsively controlled-release pesticide using an attapulgite-based hydrogel, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2018, 6, 1192-1201. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 6.97)

12. Linglin Zhou, Guilong Zhang, Min Wang, Dongfang Wang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Efficient removal of hexavalent chromium from water and soil using magnetic ceramsite coated by functionalized nano carbon spheres, Chemical Engineering Journal, 2018, 334, 400-409.(*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 8.355, 总引21他引19)

13. Min Wang, Guilong Zhang, Tao Pang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Removal of anthracenemethanol from soil through a magnetic system assisted by ceramsite coated with nanoflower-structured carbon and preparation for its engineering application, Chemical Engineering Journal, 2017, 328, 748-758. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1区,IF 8.355, 总引3他引2)

14. Yubin Xiang, Guilong Zhang, Yu Chi, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Fabrication of a controllable nanopesticide system with magnetic collectability, Chemical Engineering Journal, 2017, 328, 320–330. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 8.355, 总引12他引9)

15. Xiao Sun1, Ruohong Du1, Li Zhang1, Guilong Zhang, Xiaojia Zheng, Junchao Qian, Xiaohe Tian, Jiewen Zhou, Jiacai He, Yuanyin Wang, Yiqun Wu, Kai Zhong, Dongqing Cai*, Duohong Zou*, Zhengyan Wu*, A pH-responsive yolk-like nanoplatform for tumor targeted dual-mode magnetic resonance imaging and chemotherapy, ACS Nano, 2017, 11, 7049−7059. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF13.903, 总引38他引29)

16. Linglin Zhou1, Pan Zhao1, Yu Chi, Dongfang Wang, Pan Wang, Ning Liu, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Naiqin Zhong*, Controlling the hydrolysis and loss of nitrogen fertilizer (urea) by using a nanocomposite favors plant growth, ChemSusChem, 2017, 10, 2068-2079. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF7.804)

17. Min Wang, Guilong Zhang, Guannan Qiu, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Degradation of herbicide (Glyphosate) using sunlight-sensitive MnO2/C catalyst immediately fabricated by high energy electron beam, Chemical Engineering Journal, 2016, 306, 693-703. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF  8.355, 总引12他引9) (Cover story)

18. Yubin Xiang, Min Wang, Xiao Sun, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Controlling pesticide loss through nanonetworks, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2014, 2(4): 918–924. (*Co-corresponding author) (中科院1, JCR1, IF 6.97, 引用40次,他引25)

19. Dongqing Cai1, Longhai Wang1, Guilong Zhang, Xin Zhang*, Zhengyan Wu*, Controlling pesticide loss by natural porous micro/nano composites: straw ash-based biochar and biosilica, ACS Applied Materials & Interfaces, 2013, 5(18): 9212−9216.(中科院1, JCR1IF 8.456, 引用27次,他引13)

20. Jing Zhang, Guilong Zhang, Min Wang, Kang Zheng, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Reduction of aqueous Cr(VI) using nanoscale zero-valent iron dispersed by high energy electron beam irradiation, Nanoscale, 2013, 5(20): 9917–9923. (*Co-corresponding author)(中科院1, JCR1, IF 6.97, 引用24次,他引13)

 

学术报告

做国际生态与材料领域会议报告12次,其中邀请报告6次,参加国际学术培训会1次。

邀请报告:

12018.5.5-5.8 杭州参加中国化学会第31届学术年会,并做题为纳米材料在农药及重金属污染修复中的应用的会议邀请报告。

22018.8.20-8.23瑞典斯德哥尔摩参加2018欧洲先进材料会议,并做题为Inhibition of pesticide movement using a nanomaterial的邀请报告。

32018.9.3-9.7沈阳参加第17届世界肥料大会,并做题为“Development_and_Application of a Nano-additive for Fertilizer”的会议报告。

42018.4.19-4.20宁波参加中科院青促会化学与材料分会2018年会,并做题为纳米农药研制及应用的会议邀请报告。

52018.11.29-11.30,上海参加第三届中国国际土壤与地下水修复高峰论坛,并做题为土壤重金属污染修复技术的邀请报告。

62018.12.23 合肥参加中科院青促会合肥分会2018学术年会做题为土壤重金属纳米修复技术的邀请报告。

专利授权

1. 蔡冬清,吴正岩,余增亮,吴丽芳,张桂龙,一种耐酸、保水林业专用化肥及助剂,2014.11.5,中国,ZL201310413470.6

2. 蔡冬清,吴正岩,余增亮,吴丽芳,向育斌,张桂龙,一种受控化肥技术及助剂,2014.11.5,中国,ZL201310410142.0

3. 蔡冬清,吴正岩,余增亮,张静,王宁,程珺洁,蔡传杰,张彩丽一种控制农药流失的方法,2014.8.13,中国,ZL201210007509.X

4. 蔡冬清,吴正岩,余增亮,张静,张桂龙,一种控制化肥养分在环境中迁移的化学助剂的制备方法,2014.8.27,中国,ZL201310043073.4

5蔡冬清,吴正岩,张欣,王宁,王龙海,向育斌,张桂龙,余增亮,吴丽芳,一种新型高效控制农药流失和降解的方法,2014.6.4,中国,ZL201310042997.2

6. 蔡冬清,吴正岩,余增亮,吴丽芳,一种延长叶面肥持效期的化学助剂的生产方法,2014.4.2,中国,ZL201310060766.4

7蔡冬清,吴正岩,余增亮,吴跃进,张束清,袁航,王相勤利用离子束构筑凹凸棒土纳米网络的方法, 2011.5.18, 中国,ZL200910116454.4

8蔡冬清,吴正岩,张宏,唐义,王相勤,余增亮,吴跃进,改性凹凸棒土对藻胆蛋白和微囊藻毒素吸附去除的方法,2011.10.19, 中国,ZL200910251730.8

9. 蔡冬清,乔菊,卞坡,丁克俭,柳丹,余增亮,吴跃进,王相勤,低成本环保复合控失肥,2011.04.13, 中国,ZL200710022749.6

10. 蔡冬清,乔菊,丁克俭,卞坡,余立祥,吴林,周莎莎,余增亮,吴跃进,一种控失氮肥及生产方法,2010.09.22, 中国,ZL200710302509.1

11. 蔡冬清,柳丹,季程晨,王相勤,余增亮,吴跃进,一种磁控改性粉煤灰治理淡水水华的方法中国,2010.9.22,中国,ZL200610086290.1                 

12. 蔡冬清,姜疆,余增亮,吴跃进,活性土和吸附与絮凝剂复合对种子包衣的方法和包衣剂,2010.5.12,中国,ZL200610085966.5  

13. 蔡冬清,姜疆,乔菊,余增亮,吴跃进,王相勤,李军,实时原位跟踪氨态氮肥运移过程的方法,2009.6.17, 中国,ZL200710019550.8

14. 蔡冬清,丁克俭,季程晨,王相勤,余增亮,吴跃进,李军,强絮凝磁聚物治理藻华的方法和除藻剂,2009.6.3,中国,ZL200710020265.8

15. 蔡冬清,姜疆,余增亮,吴跃进,线虫合成磁性纳米晶体材料的方法,2009.1.14,中国,ZL200610096066.0

16. 蔡冬清,丁克俭,柳丹,季程晨,王相勤,余增亮,吴跃进,复合型絮凝剂生产工艺方法及治理藻华的方法,2009.6.17,中国,ZL200710020777.4   

17. 蔡冬清,丁克俭,姜疆,乔菊,余增亮,吴跃进,王相勤,低成本环保型氮肥控失方法及控失肥,2009.6.24, 中国,ZL 200710020264.3

18. 蔡冬清,仲乃琴,吴正岩,吴丽芳,赵盼,陈延,刘伟,陈学明,杨晓珍,张国顺,郝建玺,蒙静,肖庆红, 2017.8.25,一种包衣剂增强剂及其制备方法与应用, ZL201510603988.5.

19. 蔡冬清,吴正岩,张欣,王冬芳,贺露露,吴丽芳,一种酸性土壤微环境改良剂及制备方法,2017.10.11,中国,ZL201510160687.X

20. 吴正岩,蔡冬清,张桂龙,高悬浮农药附着剂的制备方法、农药附着剂及使用方法,2018.9.21,中国,ZL201811107705.8.

21.张静,吴正岩,蔡冬清,向育斌,王敏,吴丽芳,一种高效改善凹凸棒土、硅藻土微观结构和吸附性能的处理方法,2015.11.18,中国,ZL201210557956

22.王敏,吴正岩,蔡冬清,张桂龙,向育斌,一种高效提高以硅藻土为载体的硫酸催化剂催化效率的方法,2015.11.18,中国,ZL201210557794.2

23. 仲乃琴,蔡冬清,卢宗云,董彦旭,詹红,马铃薯专用缓释-控失肥,2015.03.11,中国,ZL201310498621.2

24. 吴丽芳,李明浩,蔡冬清,石珏,余增亮,吴正岩,一种可控制流失和降解的新型环保木本植物株型调控剂的制备方法,2014.10.8,中国,ZL201310218058.9

25. 姜疆,蔡冬清,余增亮,吴跃进,活性土和絮凝剂、吸附剂复合材料氮肥固定化技术,2014.05.28,中国,ZL201210577870.6

26. 冯慧云,李伟,李世良,蔡冬清,吴正岩,吴丽芳,任冲,孙进,吴敬东,一种由水流速度控制溶解速率的成型絮凝剂,2014.8.27,中国,ZL201310172740

27. 程珺洁,张欣,吴正岩,蔡冬清,王宁,岳秋林,张桂龙,张彩丽,张静,蔡传杰,食品中苯二甲酸酯类塑化剂的快速荧光检测方法,2014.4.2,中国,ZL201210059958.9

28. 王宁,程珺洁,吴正岩,蔡冬清,蔡传杰,张彩丽,张桂龙,张静一种木材表面复合羟基磷灰石涂层的方法,2014.1.15,中国,ZL201210059703.2

29. 张桂龙,吴正岩,蔡冬清,张静,蔡传杰,张彩丽,一种降低作为硫酸催化剂载体的硅藻土堆密度的方法,2013.2.5,中国,ZL201110260808.X

30. 张宏,唐义,蔡冬清,刘夏楠,王相勤,余增亮,吴跃进,李军,一种利用蓝藻藻渣制备纳米活性碳球的方法,2012.6.27,中国,ZL201010132822.7

31. 唐义,叶瑞,蔡冬清,张宏,王相勤,余增亮,吴跃进,改性凹凸棒土作为絮凝剂治理藻华的方法,2012.3.7,中国,ZL200910251731.2

32. 丁克俭,张海燕,蔡冬清,一种用于哺乳动物细胞培养用的凹凸棒土制备方法,2011.4.20,中国,ZL200910092180

33. 李军,蔡冬清,王相勤,詹福如,许明亮,余增亮,吴跃进,高效治理富营养化湖泊藻华的方法及磁沉机浮床,2011.11.16,中国,ZL200710023879.1

34. 柳丹,蔡冬清,王相勤,余增亮,吴跃进,李军,一种改性粉煤灰治理城镇生活污水的方法及絮凝剂,2010.12.8,中国,ZL200610086289.9

35. 余增亮,王相勤,蔡冬清,柳丹,李军,吴跃进,粉煤灰介导磁聚物治理城镇生活污水的方法及絮凝剂,2009.5.13,中国,ZL200610041032.1

36. 姜疆,蔡冬清,余增亮,吴跃进,卞坡,李军,控制氮肥损失环境友好复合材料及生产技术,2009.5.27,中国,ZL200610041235.0

37. 姜疆,蔡冬清,余增亮,吴跃进,活性土和絮凝剂、吸附剂复合材料氮肥固定化方法和肥料,2008.8.27,中国,ZL200610040631.1

38. 吴正岩,张静,蔡冬清,张欣,吴丽芳,贺璐璐,一种修复土壤重金属的功能性肥料及修复剂,2016.8.17ZL201410078419.9

成果转化

主以主要完成人发明了化肥控失、农药控失、重金属修复并全部以技术转让形式实现产业化,累计推广3亿亩,产生经济效益300亿元以上。

1)化肥控失剂:针对化肥流失引发的面源污染问题,研发出网状结构的化肥控失剂,转化中盐安徽红四方股份有限公司(央企控股)、河南心连心化肥有限公司(上市企业)、安徽六国化工股份有限公司(上市企业)、安徽帝元生物科技有限公司4家企业,技术产品被50余家肥料企业采用,累计推广2.5亿亩以上,占缓控释肥市场的20%左右,可提高肥料利用率20%以上,降低化肥用量20%,创造直接经济效益300亿元以上。化肥控失剂荣获国家重点新产品,获中科院科技促进发展二等奖(第2完成人)。该工作为提高肥料利用率、缓解农业面源污染提供了有效技术支撑。

2)农药控失剂:针对农药流失引发的面源污染问题,研发了农药控失技术并孵化成立青岛中科禾辉生物技术有限公司实现其产业化,产品已进入德国巴斯夫等大型公司农药配方,在我国和孟加拉国等地累计推广5000余万亩,可降低农药用量20%,创造直接经济效益5亿元,有效缓解了农药引起的农业面源污染。该技术荣获2018年度宁夏科技进步三等奖(第3完成人)、2018年度孟加拉国农业奖(国家级)及2016年度中国农药协会颁发的减施增效植物健康产品贡献奖。该工作为实施农药减施增效战略提供技术支撑。

3)土壤重金属修复剂:针对土壤重金属污染问题,研发出土壤重金属修复剂,它可以在作物根系附近形成一层纳米防护网,阻止重金属离子与根系接触,从而降低作物对重金属的富集。该技术于2017年现金转让给重庆博恩集团公司。该技术可有效降低作物对重金属富集50%以上,且具有成本低、环境友好、工艺简单等优势,具有广阔的应用前景,受到CCTV科技之光专题报道、安徽卫视新闻联播、新华社等主流媒体跟踪报道。该技术已在安徽阜阳、杭州萧山、四川德阳等地示范5000余亩,取得显著效果,为我国土壤重金属生态修复、保障粮食安全提供了切实可行的新技术。

标准制定

行业标准《含肥效保持剂肥料》,HG/T 5519-201920182020年。

荣誉及获奖

1. 2015.中科院卢嘉锡青年人才奖(1/1

2. 2015.中科院青年创新促进会会员(1/1

3. 2016. 安徽省青年岗位能手(1/1)。

4. 2019. 马铃薯化肥农药增效技术研发、产业化与精准扶贫中国科学院科技促进发展奖一等(2/10)。

5. 2016. 淮北第二粮仓科技示范工程安徽省省院共建奖一等(2/10)。

62014. 化肥控失技术产业化中科院科技促进发展奖二等(2/10)。

7. 2018. 马铃薯绿色高效种植新技术研究与示范宁夏回族自治区科技进步奖三等(3/15)。

8. 2015. 基于底泥洗脱污染转移水体综合治理技术示范和应用安徽省省院共建奖二等(6/6


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