翟冠杰，男，欧美同学会会员，国家电力行业粉煤灰标准主要起草人，山东省千名专家，德州学院化学化工学院副教授，德州学院粉煤灰研究所所长/首席研究员，美国宾夕法尼亚州立大学客座教授，清华大学兼职硕士研究生副导师，大连理工大学兼职博士研究生副导师，美国宾夕法尼亚州立大学和特拉华州立大学等高校访问学者。

【研究方向】

六大类粉煤灰（高钙与低钙的PC灰、CFB灰、气化渣）与脱硫石膏等固废的资源化利用与处置, 垃圾焚烧发电厂粉煤灰（危废）无害化处置与资源化利用，其他危固废处理。（重要科研成果附后）

【核心技术】

地聚物水泥生产技术；钢构防火涂层技术；粉煤灰地质聚合物功能材料合成技术；超能粉煤灰加工技术；粉煤灰堆场防渗处理技术；冷结粉煤灰陶粒技术；陶粒协同处置危废技术；粉煤灰陶瓷与陶粒烧结技术；粉煤灰微珠表面纳米化改性技术；改性粉煤灰填充橡胶和塑料技术；粉煤灰提取稀土技术；托贝莫来石纳米晶种合成技术及其增强粉煤灰蒸压加气砼砌块与板材技术；粉煤灰地聚物水泥生产人工鱼礁和挡浪石技术；高铝粉煤灰耐火砖制造技术等56项粉煤灰资源化利用核心技术。

【电子邮件】zhai@dzu.edu.cn / guanjiezhai@163.com

【通信地址】山东省德州市德城区大学西路566号（邮编253023）德州学院化学化工学院  

【讲授课程】《无机化学》、《化工原理》、《环境化学》、《化工专业英语》和《应用化学专业英语》等

【学术兼职】

大连理工大学联合培养博士研究生导师（2020年）

中国建材工业经济研究会-固废处置及利废新材料专业委员会 副理事长（2020年）

中国散装水泥推广发展协会-粉煤灰专业委员会 常务副会长兼秘书长（2019年）

美国加州大学 访问学者（2019-2021年）

中国绿色建材产业联盟 固废智库专家（2018年）

中国硅酸盐学会-固废与生态材料分会 常务理事（2017年）

中国硅酸盐学会-固废与生态材料分会-地聚物产业化专委会 主任委员兼秘书长（2017年）

中国华电集团-电力科学研究院 特聘专家（2017年）

美国德法尔公司地聚物实验室 顾问工程师（2017年）

华建中能（北京）能源投资控股有限公司 总工程师/教授级高工（2017年）

中国硅酸盐学会-固废分会-粉煤灰与煤矸石专委会 委员（2016年）

美国EMC水泥（德州）公司 技术总监（2013-2015年）

长春理工大学-纳米测量与制造技术欧洲国际合作实验室 客座研究员（2012年）

美国粉煤灰协会 专家会员（2011年）

中国循环经济协会-粉煤灰专业委员会 副主任委员（2009年）

美国硅酸盐学会 高级会员（2005年）

美国宾夕法尼亚州立大学 客座教授（2004年）

美国工程院院士Della M. Roy教授 实验助理（2004年）

清华大学材料学院 兼职研究生导师（2003年）

【国际交流】

美国宾夕法尼亚州立大学（2004年）、麻省大学Amherst（2005年)、肯塔基大学(2009年)、路易斯安那理工大学（2011年）、特拉华州立大学（2011年）、伊利诺伊大学UIUC（2012年）、密苏里大学（2012年）、夏威夷大学(2016)和加州大学（2019年）；Boral公司，ReCo公司，瑞典EMC水泥公司、密苏里生态技术公司（2012），CalStar公司，LimeStone公司，台湾电力公司（境外），国立台湾科技大学营建工程系（境外），马来西亚沙捞越电厂，阿尔卡地聚物公司等。

【部分立项】Email :  guanjiezhai@163.com，电话13805341302

（1）2010年度国家自然科学基金课题“循环流化床粉煤灰介观结构和化学激发反应动力学研究”，项目编号21046003

（2）2001年山东省自然科学基金项目“粉煤灰微纳米空心球在药物缓释、模板合成及催化剂载体等方面的应用基础研究”项目编号：Y2001B05

（3）2001年山东省科技厅科技发展计划项目“粉煤灰漂珠应用研究”，项目编号：013120103

（4）2000年山东省建设厅科技计划项目：“造纸黑液活化粉煤灰烧结砖技术开发”，项目编号：2000-09

（5）2004年科技部立项课题：国家科技成果重点推广计划项目“造纸黑液活化粉煤灰烧结砖”，项目编号：2004EC000183

（6）2007年教育部产学研结合项目：“粉煤灰微珠表面纳米化改性及其在材料、环境和化工等方面的应用”，项目编号2007B090400116，（德州学院与清华大学联合承担）

（7）2008年中电投蒙东能源集团“粉煤灰理化性能测试及可行性研究报告”

（8）2007年天津凯威投资集团“利用电石渣生产纳米碳酸钙的研究与开发”

（9）2008年德州学院校企合作项目：“粉煤灰微珠表面纳米化改性及其用作填塑材料的产业化技术开发”，项目编号：310832，由山东华通实业总公司资助

（10）2011年西部大开发课题“贵州盘江煤电集团粉煤灰综合利用初可研报告”

（11）2013年，河北混凝土公司横向课题“粉煤灰地聚物绿色水泥研制”

（12）2014年，平原县科技局项目，粉煤灰烧结陶瓷研制

（14）2018年，云南省铅锌尾矿治理项目

（15）2019年，启迪桑德德州垃圾发电厂飞灰中重金属与二噁英处理项目

（16）2019年，清华大学横向课题“地质聚合物（Geopolymer）固化法处理垃圾焚烧飞灰”（参与）

【发明专利】 Email :  guanjiezhai@163.com ，电话13805341302

①利用造纸黑液生产高掺量粉煤灰烧结砖的方法②三聚氰胺副产物联产纯碱③电石渣制纳米碳酸钙④粉煤灰地聚物高效激发剂⑤粉煤灰物理活化技术⑥粉煤灰地聚物人工鱼礁

【成果获奖】 Email :  guanjiezhai@163.com，电话13805341302

2003年度山东省科技进步奖1项，2001年度山东省环保厅环境科学奖1项，山东教育厅高校优秀科研成果奖1项。

【部分论文】 Email :  guanjiezhai@163.com，电话13805341302

［1］Guanjie Zhai, Yufen Yang, Guosheng Gai,Della M. Roy ，Research on the Whiteness and Properties　of Modified Coal Fly Ash，２００９World　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ａｓｈ（第三届世界粉煤灰大会）

[2]翟冠杰，姜侃. 粉煤灰漂珠复合材料的实验研究【J】.粉煤灰. 2008，（5）：30-31

[3]王金山，翟冠杰^*. 粉煤灰分选磁珠在污水处理方面的实验研究【J】.粉煤灰.2008，（3）

[4]翟冠杰，陈杰，娄永国. 高掺量粉煤灰烧结陶粒的试制【J】.粉煤灰. 2008，（1）：42-43

[5]王素瑞，翟冠杰，高性能混凝土的性能机理研究【J】粉煤灰综合利用2005，（2）：6-7

[6]翟冠杰，漂珠阻热研究【J】粉煤灰2005，（1）：2

[7]翟冠杰等，造纸黑液在大掺量粉煤灰烧结材料中的作用机理研究【J】粉煤灰2003，（6）

[8]翟冠杰，漂珠纳米结构对阻热的贡献研究【J】粉煤灰综合利用2003，（4）：8-10

[9]翟冠杰，用造纸黑液和高掺量粉煤灰研制烧结砖【J】粉煤灰综合利用2003，（1）：35-37

[10]翟冠杰等，粉煤灰综合利用【J】德州学院学报2003,(2):8-9

[11]翟冠杰，粉煤灰漂珠的纳米结构及其传热机理研究【J】新型建筑材料2003,(8):38-40

[12]翟冠杰，粉煤灰纳米空心球的发现及其性能的研究【J】粉煤灰综合利用2002,(2):10-11

[13]翟冠杰等，粉煤灰烧结砖原料处理与烧结反应机理的研究【J】德州学院学报2002

[14]翟冠杰，高掺量造纸黑液粉煤灰烧结砖的研制【J】新型建筑材料2002,(9):13-15

[15]张宪玺，翟冠杰，碱式碳酸锌煅烧制备纳米氧化锌【J】无机化学学报2002,(10):1037-1041

【学术交流】 Email :  guanjiezhai@163.com，电话13805341302

国际会议：连续20年参加美国粉煤灰协会举办的各种学术会议。

国内会议：主办与参加国内学术会议百余次。

【人才培养】 Email :  guanjiezhai@163.com

建所32年为国家培养粉煤灰相关专业本科生、硕士生和博士生100余名。

1、1998级史全同学留学美国犹他大学，现就职于中国科学院大连化物所，中国科学院“百人计划”入选者。   

2、1998级白英臣同学留学美国麻省大学，现就职于生态环境部。

3、2003年，德州学院粉煤灰研究所赵伯村等同学的作品“造纸黑液活化粉煤灰粘土烧结材料的研究”荣获第八届“挑战杯”全国大学生科技竞赛山东省一等奖。

4、2006届毕业生孙其宁同学留学美国名校佐治亚理工学院获博士学位。

5、2007年，德州学院粉煤灰研究所王金山、李满满、姜侃、陈杰、林小慧、陈宇星和于存明同学的作品“纳米改性粉煤灰纤维复合纸”荣获第十届“挑战杯”全国大学生科技竞赛山东省一等奖。

6、2007年，德州学院粉煤灰研究所陈杰、王楠、姜晨、吴林娟、翟晓蕾、王雯雯和于存明等同学的作品“粉煤灰漂珠作载体包覆纳米TiO2光降解催化剂的研究”荣获第十届“挑战杯”全国大学生科技竞赛山东省二等奖。

7、2007届毕业生陈杰、夏昕和王雯雯３名同学加盟清华大学粉煤灰研究团队。

8、2008年，德州学院粉煤灰研究所王金山、王洪富、张阿雪、杨萌萌、李满满、杜鹏程和朱官花等同学的作品“粉煤灰纤维纳米化改性及其在造纸生产中的应用技术开发”荣获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛全国三等奖。

9、2009级学生邵亚楠留学马来亚大学并创建“粉煤灰国际网”www.coalash.cc

10、2009届毕业生冷群留学美国。11、2010届毕业生张阿雪留学美国。

12、2011届优秀毕业生郝家岽，刘萍萍、杨萌萌（分别被央企和国家事业单位录用）。

13、2012届毕业生王永和刘振兴因科研能力突出而留校工作；张成考入南开大学硕士研究生（将由美国粉煤灰协会资助留学），李娜考入暨南大学硕士研究生（将由美国粉煤灰协会资助留学）,王婷婷受聘于中国电建甘肃崇信火电公司粉煤灰专业工程师。

14、2014年，宋高明同学留学新加坡。

15、2014届化工专业本科生杜海顺同学留学美国奥本大学，在读博士PhD

【建成德州学院粉煤灰研究所产业化基地50余处】支撑粉煤灰研究项目的中试基地

第一产业化基地——中国建材集团中联德州大坝水泥有限公司，“双掺”粉煤灰水泥（国家级粉煤灰综合利用示范基地）。

第二产业化基地——山东德州德城区第三砖瓦厂，高掺量造纸黑液活化粉煤灰烧结砖。

华能产业化基地——中国华能集团德州电力实业总公司，气力风选粉煤灰和水力水选优质漂珠。

第五产业化基地——山东德州大畜坝建材有限公司，蒸压粉煤灰加气砼。

第六产业化基地——山东金鑫建设集团，中科建材科技有限公司，高掺粉煤灰的混凝土外加剂。

第七产业化基地——山东德州石油化工总厂塑料分厂，粉煤灰高分子复合材料

第八产业化基地——德州天丰集团公司，蒸压粉煤灰加气砼

第九产业化基地——阳煤集团平原化工有限公司，粉煤灰加气砼。

第十产业化基地——德州华通实业总公司，“赛诺微珠”用于橡胶、塑料和油漆填料。

第十三产业化基地——广东省饶平建业砖厂（中国大唐集团广东潮州三百门电厂），无机高分子复合材料。

第十五产业化基地——中电投-内蒙古霍林河（蒙东）煤电集团，，粉煤灰综合利用。

第十六产业化基地——天津凯威化工有限公司，利用电石废渣生产纳米碳酸钙。

第二十一产业化基地——贵州盘江煤电集团，粉煤灰烧结陶粒。

第二十二产业化基地——青岛卓一建材公司，粉煤灰激发剂。

镇江产业化基地——江苏特密斯混凝土外加剂有限公司，粉煤灰激发剂。

太原产业化基地——太锅集团环境工程有限公司，粉煤灰分选设备（合同尚未签订）。

第二十六产业化基地——山东华建建设集团公司，超大型粉煤灰仓储设备，钢板库（合同尚未签订）。

第二十八产业化基地——德州华鹏新型建材有限公司，“水热合成联合实验室”

第二十九产业化基地——香港瑞图集团海南公司，铁尾矿制砖。

第三十  产业化基地——山东德建集团预拌混凝土公司，粉煤灰生态混凝土。

第三十一（国际）产业化基地——美国密苏里州生态技术公司，高钙灰（Class C）地聚物砼。

第三十二产业化基地——内蒙古蓝天伟业粉煤灰综合治理公司，高钙灰利用。

中国一汽产业化基地——长春一汽集团综合公司热电厂，托贝莫来石晶种开发（合同未签）。

第三十五产业化基地——国电石嘴山电厂，湿排粉煤灰大坝安全性评估（合同尚未签订）

第三十六产业化基地——大唐贵州发耳电厂，CFB灰复垦造地（合同尚未签订）

第三十七产业化基地——山东长河豪门集团（平原）新型建材有限公司，加气砼板材。

第三十八产业化基地——淄博耐材厂，高铝灰耐火砖（合同尚未签订）。

第三十九产业化基地——大连恒翔粉煤灰公司，地聚物生态人工鱼礁（海洋牧场）

第四十  产业化基地——山西华通路桥集团，拟产EMC水泥（美国）（合同尚未签订）

第四十一产业化基地——安徽省高迪环保股份有限公司（上市公司），粉煤灰利用。

第四十二产业化基地——华建中能（北京）能源投资控股有限公司，粉煤灰利用。

第五十一产业化基地——云南兰坪矿产三废厂，危废处理。

【重要成果】

山东省第27届产学研大会成果展

成果名称1： 粉煤灰地聚物生态水泥
完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）

成果简介：1、【地聚物定义】地聚物是地质聚合物（Geopolymer）的简称，是一类能够替代高耗能、高污染、高碳排传统水泥的新型胶凝材料。描述性定义为：具有Si(Al)O4四面体单元结构的、非晶态和准晶态共生的、各向同性的类沸石无机非金属材料。因为制造它的原材料（Precursor前驱体）可以全部是燃煤电厂的粉煤灰。地聚物优势是，节能利废、生态环保，被全世界公认为推动回归经济发展的环境友好材料。

2、【项目介绍】用特种粉体改性机对粉煤灰微珠表面进行预活化处理，加入专用激发剂溶液和普通砂石集料，搅拌、浇筑、成型和养护，即生成高强度地聚物砼GPC(Geopolymer Concret)。煤粉炉（PC）粉煤灰、循环流化床（CFB）粉煤灰和赤泥都是地聚物混凝土的很好的原材料。粉煤灰地聚物人工鱼礁、污水管道和挡浪石，已经在中国大连恒翔粉煤灰综合利用公司形成规模化生产，并用于生态海洋牧场、海绵城市、海岸和港口挡浪建设（如下图）。

3、【GPC材料的十大特征】“一固二高三耐四抗”，具体解释为：

一固：固封重金属离子与核废料（材料织构中存在0.3-1.4纳米尺度的各类分子筛）。

二高：强度高、密度高（24小时抗压强度高达20-70MPa）。

三耐：耐火、耐酸、耐久（性强）。    （最高耐火冲击度1750℃）

四抗：抗冻融、抗辐射、抗海水侵蚀、抗碱骨料反应（符合美国ASTM标准）。

4、【关键技术】①机械预活化②根据灰化学成分与矿物相来合成激发剂与晶种③养护机制。

5、【应用领域】普通砼构件（地下管廊、透水砖、护坡砖、普通标砖、防火墙和发泡保温材料）、耐酸污水管道、快硬抢修工程、海工砼构件（人工鱼礁、挡浪石和海洋牧场等耐海水侵蚀构件）、多用途防火涂料（钢结构防火涂层、钻井平台和航空母舰甲板涂层、煤矿井下防火涂层、外墙保温等材料防火涂层）、海底油井井喷堵漏、喷射混凝土、化工耐酸防腐、医院防辐射墙、重金属离子固封与核废料封存、部分危废处理等。最具市场潜力的是：垃圾焚烧发电飞灰中重金属离子（危废）的永久固封与长期包埋。  

6、【技术价值】第三方评估技术价值$3000万美元。

生产条件及市场预测：适用于普通水泥预制构件（PC构件）企业、水泥制品企业和燃煤发电企业的粉煤灰公司的升级改造。用该生态环保型水泥替代传统水泥，生产成本可以降低一半，碳排减少80%以上，综合利用粉煤灰，节能环保，经济社会双效益，功在当代，利在千秋。

联系人：翟冠杰   电话：138-0534-1302  邮编：253023 邮箱：guanjiezhai@163.com

成果名称2： 超能粉煤灰

完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）

成果简介：【项目介绍】用物理化学复合激发得到的高化学势能粉煤灰，简称超能灰。

该技术并非通过球磨机磨细手段来增加粉煤灰活性和比表面积，而是用物理和化学手段使得粉煤灰微珠颗粒表面粗糙化，即通过把粉煤灰微珠光滑表皮“打磨蚀刻”成“毛玻璃球”的方式，来提高粉煤灰颗粒的表面能和化学势能，增加SiO₂“断键”，同时通过高频共振使得粉煤灰微珠中的石英和莫来石晶体晶格扭曲和位移，处于高势介稳能态（超能灰活性半衰期可调），也使得球包球的粉煤灰子母珠破壳释放出大量的纳米微珠。高活性也来自四大纳米效应：1）小尺寸效应，2）比表面效应，3）量子尺寸效应，4）宏观量子隧道效应。超能灰的加工过程仅磨蚀粉煤灰光滑球面，而不破坏粉煤灰球形结构，充分发挥了传统理论的粉煤灰三大效应：1）火山灰效应（产生胶凝性），2）微集料效应（替代多余的1/3惰性水泥颗粒位置），3）形貌效应（大量的粉煤灰微珠的滚动润滑提高泵送性与和易性）

【关键技术】高频共振磨、专用激发剂

【应用范围】用于水泥混合材、混凝土掺合料、搅拌站（RMC）、地聚物水泥和混凝土

【技术价值】第三方评估技术价值$500万美元

生产条件及市场预测：适用于普通水泥厂和燃煤发电厂及其配套粉煤灰综合利用公司。用该该超能粉煤灰可以替代70%传统水泥，生产成本可以降低30%左右，综合利用粉煤灰，保护环境，还可以产生社会效益。

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成果名称3： 替代轻钙的改性粉煤灰微珠高分子材料填料
完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）

成果简介：1、【项目介绍】利用高频共振磨将粉煤灰磨细到2500目以上，针对不同结构的高分子材料填充对象，合成相应偶联剂分子，在专用改性机中对粉煤灰微珠（颗粒）表面硅结构进行改性，使粉煤灰微珠颗粒与高分子材料基体形成牢固的化学结合力。 该活性粉体替代轻质和重质碳酸钙作橡塑填充料，节能利废，低碳环保，并且可以改善塑料和橡胶加工时的和易性、混合均化效果和单位重量的体积填充比；同时也减轻橡塑制品的比重、增加耐磨性和抗老化性、降低填充成本和制品加工成本。

【关键技术】高频共振磨、专用改性剂

【应用范围】改性粉煤灰微珠用作橡胶.塑料.油漆.粘合剂.原子灰等高分子制品的填料

【技术价值】第三方评估技术价值$200万美元

生产条件及市场预测：适用于轻质碳酸钙生产厂、燃煤发电厂及其配套粉煤灰综合利用公司升级改造。用该产品可以替代100%轻质碳酸钙，生产成本可以降低80%左右，综合利用粉煤灰，保护环境，还可以产生社会效益。

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成果名称4： 纳米针状托贝莫来石（Tobermorite）晶种合成

完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）成果简介：

【项目简介】托贝莫来石晶须是蒸压粉煤灰加气砼砌块和板材强度的主要贡献者，但是要经过8小时蒸压后才产生少量晶须。如果预先在粉煤灰料浆中埋入万分之四纳米晶种（矿化剂），然后再蒸压养护，大量纳米晶种在水热合成条件下迅速增长为晶须（长度50-500微米），材料强度迅速提高，3小时出釜。“同等蒸压条件下，预埋万分之四晶种，抗压强度增加40倍”，这样就能保证高孔隙率、低导热系数的自保温墙材有足够的抗压与抗折强度。

【关键技术】5纳米针状托贝莫来石晶种合成工艺

【产品用途】用于国内处于低迷状态的蒸压粉煤灰加气砼砌块和板材，低成本晶种以万分之四的重量比均匀加入粉煤灰料将中，蒸压3小时，可以使B03粉煤灰加气块抗压强度可以达到20MPa的超高强度。

【技术价值】第三方评估技术价值$1000万美元

生产条件及市场预测：适用于蒸压粉煤灰加气砼砌块与板材生产厂。使用该晶种后生产成本可以降低60%左右，综合利用粉煤灰，保护环境，还可以产生社会效益。

联系人：翟冠杰   电话：138-0534-1302  邮编：253023 邮箱：guanjiezhai@163.com

成果名称5： 莫来石(Mullite富铝红柱石)晶体提取技术

完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）成果简介：

【项目简介】图中黑色横杠标尺是10微米，莫来石晶体是自然界中罕见的超硬耐高温材料，化学式3Al2O₃·2SiO₂无色，含杂质时带玫瑰红色或蓝色，斜方晶系，成柱状或针状晶体，熔融温度约1910℃，粉煤灰（特别是高铝灰）含有20-50%的莫来石针状晶体，用及其低廉的成本可以在粉煤灰中提取莫来石晶体。

【产品用途】莫来石晶体是生产超硬耐磨轴承、高铁钢轨和航天器耐磨耐高温蒸发涂层的重要原材料（利用陶瓷蒸发热来给返回大气层的航天飞机、人造卫星和火箭机体降温）

【技术价值】第三方评估技术价值$1000万美元

生产条件及市场预测：特种反应釜及配套设施。潜在市场万亿美元，综合利用粉煤灰，保护环境，还可以产生社会效益。

联系人：翟冠杰   电话：138-0534-1302  邮编：253023 邮箱：guanjiezhai@163.com

成果名称6： 粉煤灰漂珠低成本提取技术及其应用宝典

完成单位：德州学院（粉煤灰研究所）

成果简介：粉煤灰漂珠是指粉煤灰中密度小于水的空心玻璃微珠,是粉煤灰微珠中较大的一种,因能漂浮在水上而得名。它产生于电厂煤粉炉中,煤粉燃烧时粘土质熔融成微液滴，燃烧和裂解反应产生的CO₂ 、H₂和N₂等气体迅速膨胀,形成中空的液态玻璃泡,然后进入烟道迅速冷却,硬化形成高真空度玻璃空心微珠,即粉煤灰漂珠。因各国禁止湿排粉煤灰，使得漂珠提取成本升高，本专有技术实现了漂珠超低成本提取。

【产品用途】可广泛用于石油、航天、汽车、化工等行业做耐火保温材料、轻质浇注料、防火涂料、胶黏剂填料、汽车腻子（原子灰）、玻璃钢轻质填充料、巨型模具、电绝缘材料和催化剂载体等多种功能材料。

【技术价值】第三方评估技术价值$100万美元。