碳捕集与固碳技术Carbon Capture & Carbon Sequestration Technologies
课题组主要聚焦低成本 CO₂捕集材料及矿化封存、固废高效低碳利用的原理与技术研究，并开展基于数据和领域知识碳捕集垂类模型的构建和研究。围绕碳捕集材料结构/效能关系、碳矿化反应路径调控与材料性能关系等关键科学问题，发展了多尺度理论模拟手段，开发了系列烟气碳捕集、直接空气碳捕集与固废矿化固碳成套技术。
About the Group
课题组简介
面向国家双碳战略，从基础科学问题出发，做能落地的固废资源化与减碳研究。
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张作泰，讲席教授，长期从事低成本CO₂捕集材料及矿化封存、固废高效低碳利用的前沿研究，围绕碳捕集材料结构/效能关系、碳矿化反应路径调控与材料性能关系、能质耦合利用及可控转化、资源/环境交互作用等关键科学问题开展系统深入的工作。近五年，课题组主持国家自然科学基金、广东省基础与应用基础（基石）、企业等科技与人才项目20余项， Nature Communications、Joule、Environmental Science & Technology、Chemical Engineering Journal等国际期刊发表 SCI 论文 80 余篇，申请专利50余项。曾在 TMS 等国内外重要学术会议作特邀报告20余次，并多次担任分会主席。
教育背景
- 2006.06瑞典皇家工学院（KTH），材料科学与工程系，博士
- 2003.03北京科技大学，冶金物理化学系，硕士
- 2000.07齐鲁工业大学，无机非金属材料系，学士
工作经历上下滚动查看
- 2026.07-至今宁波东方理工大学，讲席教授，代理副校长，秘书长
- 2022.12-2026.07深圳职业技术大学，党委委员，副校长
- 2018.07-2022.12南方科技大学，技术转移中心主任，环境科学与工程学院教授
- 2018.01-2018.07南方科技大学，技术转移中心副主任，环境科学与工程学院教授
- 2016.08-2018.01南方科技大学，技术转移中心副主任，环境科学与工程学院副教授/博士生导师
- 2015.11-2016.08南方科技大学，环境科学与工程学院，副教授/博士生导师
- 2009.01-2015.10北京大学，副研究员/博士生导师
- 2007.04-2009.01美国卡内基梅隆大学，博士后
200+
SCI 论文
含封面文章 6 篇
含封面文章 6 篇
55/21
专利申请 / 授权
（项）
（项）
3
技术转让并
建成工业产线
建成工业产线
20+
近五年主持
省部级以上项目
省部级以上项目
19
国内外重要会议
特邀报告
特邀报告
Research Directions
研究方向
碳捕集材料技术与固废矿化及低碳利用
01
碳捕集材料技术
围绕低成本 CO₂ 捕集材料设计、结构调控与性能优化，开展固体吸附材料、碳捕集过程及多尺度理论模拟研究。
02
固废矿化及低碳利用
围绕固废高效低碳利用、矿化固碳过程及资源环境协同转化机制开展研究。
Achievements
代表论文和奖项
代表论文、项目成果与重要奖项展示。
代表论文
论文 1Jiafeng Miao, Saif Ullah, Xin Sun, Kang Zhou, Timo Thonhauser, Zuotai Zhang*, Jing Li*, Manglai Gao, and Hao Wang*. Construction alkali metal-organic frameworks with high porosity utilizing a high-connectivity organic linker. Journal of American Chemical Society, 2025, 147, 26926−26933.
论文 2Feng Xie, Xuehua Shen* Han Lin, Junyang Lu, Feng Yan, Zuotai Zhang*. Electronic-Structure-Guided Screening of Piperazine Derivatives: Achieving Efficient CO2 Capture with High Cyclic Capacity and Low Energy Consumption. Advanced Science, 2025, e202513855. (
论文 3Han Hua, Hao Chen, Yiping Su, Feng Yan, Xuehua Shen, Zewei Quan,* Zuotai Zhang*. Optimized Alkaline Synthesis of Hydrotalcite-like CO₂ Adsorbents from Blast Furnace Slag and the Influence of Interlayered Silicon on Structure and Adsorption Performance. Chemical Engineering Journal, 2025, vol.519, pp165079.
展开其余 7 篇论文收起其余论文
论文 4Xin Sun, Fuan Guo, Hao Chen*, Feng Yan, Xuehua Shen, Junyang Lu, Hao Wang*, Zuotai Zhang*. Nanoscale spatial engineering resolves the capacity-efficiency dilemma for room-temperature amine-based CO2 capture. Chemical Engineering Journal, 2025, 522, 167334.
论文 5Feng Xie, Guanghuan Li, Feng Yan,* Chengbin Xiao, Pengju Wang, Xuehua Shen, Biao Yang, Han Lin, Huarong Luo and Zuotai Zhang*. Novel nonaqueous PD/PZ/NMP absorbent for for energy-efficient CO2 capture: Insights into the crystal-phase regulation mechanism of the powder product. Environmental Science and Technology, 2025, 59, 3925−3936.
论文 6Xuehua Shen*, Xinyu Ai, Ruirui Zhang, Junyang Lu, Feng Xie, Yongjia Liang, Feng Yan and Zuotai Zhang*. Insights into AlOOH-supported solid amine adsorbents derived from coal fly ash: Cost efficiency and ultra-negative CO2 emission potential. Environmental Science and Technology, 2025.
论文 7Xin Sun, Xuehua Shen*, Hao Wang*, Feng Yan, Jiali Hua, Guanghuan Li, Zuotai Zhang*. Atom-level interaction design between amines and support for achieving efficient and stable CO2 Capture. Nature Communication, 2024, 15: 5068.
论文 8Shuoyang Liang, Aikelaimu Aihemaiti, Yingying Cai, Yiping Su, Rui Li, Zewei Quan, Zuotai Zhang*. New insights into stabilizing mechanism of Ca9Al6O18 stabilizing Ca-based sorbents for CO2 cyclic capture under mild conditions. Chemical Engineering Journal. 2023, 474, pp.145908.
论文 9Yongqi Sun, Sicong Tian, Philippe Ciais, Zhenzhong Zeng*, Jing Meng*, Zuotai Zhang*. Decarbonizing the iron and steel sector for a 2°C target using inherent waste streams. Nature Communication, 2022, 13:297.
论文 10Yunhui Hua, Yongqi Sun, Feng Yan, Shubin Wang, Zhenghe Xu, Baojun Zhao* and Zuotai Zhang*. Ionization potential-based design of deep eutectic solvent for recycling spent lithium ion batteries. Chemical Engineering Journal, 2022, 436, pp.133200.
奖项
2025年度中国有色金属协会技术发明一等奖，排序：1/8。
2024年度中国环境保护科学技术奖科技进步二等奖，固体废物焚烧过程超低排放控制关键技术，证书号：2024-J-2-42-G1，排序：1/15。
2024年度广东省环境保护科学技术奖一等奖，固体废物焚烧过程超低排放控制关键技术，证书号：HBKJ2024-1-G01，排序：1/15。
第48届日内瓦国际发明展“特别嘉许金奖”(top5%/1100个项目) ，2023
第十四届中国深圳创新创业大赛，二等奖，行业第三名，2022
第五届“高创杯”广东高校科技成果转化路演大赛，铜奖，2022
Our Team
团队成员
课题组负责人
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张作泰
PI · 博士生导师
瑞典皇家理工学院
课题组成员
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［苏义平］
RAP
北京科技大学
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［华韫辉］
RAP
昆士兰大学
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［王艺融］
博士后
日本九州大学
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［张竞哲］
博士后
武汉科技大学
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［谢丰］
博士后
南方科技大学