什么是能源矿物材料？有哪些最新研究成果？

新兴能源的开发是世界各国关注的重点，与此相关的新材料、新技术研发是近年的研究热点。

能源矿物材料是指能实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术所需的矿物材料，一些天然矿物具有独特的成分、矿物复合材料结构或者形貌，并且来源广泛、价格低廉，可用作电池、电容器材料或作为载体或模板制备催化材料或电池、电容器材料，也可用于制备光伏用材料、储氢储气材料、相变储能材料和高导热材料等，满足新能源领域的发展需求。

1、电池材料

矿物材料可作为原料或与其他材料复合用作电池材料，其中部分矿物提纯、处理后可直接用作电池材料。

相关研究进展：

Chen等以天然海泡石为原料制备出一维硅纳米棒，将其作为锂离子电池的负极材料，矿物复合材料显示出良好的循环稳定性。

Fan等将天然黑滑石进行酸处理制备出新型氟碳材料，作为锂离子电池负极，表现出优异的电化学性能。

Jiang等以天然辉钼矿为原料，经过破碎、磨矿、浮选、机械剥离和分级工艺制备出了一系列不同粒径的片状MoS2，获得了具有高容量的锂离子电池负极材料。

Zhou等以天然黄铜矿为原料，通过简单的浮选和酸浸工艺制备得到了产率高、纯度高的微米级CuFeS2，矿物复合材料将其作为锂离子电池负极材料，显示出了优良的倍率性能和良好的循环性能。

Nair等利用天然辉锑矿粉体作为真空镀膜太阳能电池的蒸发源，得到的Sb2S0.5Se2.5太阳电池的转换效率为4.24%。

2、储气材料

化石燃料的日益消耗，使人类面临着能源短缺的严峻考验。氢能以及甲烷等新型能源的有效开发和利用需要解决气体的制取、储运和应用三大问题。由于气体燃料极易着火和爆炸，其运输和储存成为其开发利用的核心。

有研究显示，黏土矿物对页岩气藏的形成和开发具有一定的积极意义，并且具有储气性能。也有研究将坡缕石、微孔活性炭、沸石等进行复合用于储氢，结果表明结构可调的新型材料是未来储氢介质的发展趋势。

相关研究进展：

Liu等研究发现在高压条件下，蒙脱石、高岭石及伊利石对CH4的具有良好的吸附性能；

Jin等发现管状埃洛石具有良好的稳定性和高的氢吸附能力，在室温储氢方面有极大潜力；

不同矿物材料的复合，是储气材料新的研究方向。有研究以凹凸棒石为模板制得介孔凹凸棒石/碳复合材料，具有良好的储氢性能。

3、储热保温及耐火材料

相变储热材料成为建筑节能外墙保温隔热材料研究的新方向，近十年来，以矿物棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、黏土矿物（凹凸棒石、埃洛石、高岭石、蒙脱石）、硅藻土等为原料制备新型保温隔热材料的研究取得了较大进展，一批有应用潜力的新型矿物材料被研发出来。

相关研究进展：

Gao等利用珍珠岩尾矿制备了一种新型泡沫保温材料，其质轻且隔热性能优异。

赵英良等以偏高岭土为主要原料，制备出新型保温材料。

4、发光功能矿物材料

天然萤石具有发光性能，因此萤石结构的化合物可作为很好的发光材料基质，通过稀土离子掺杂可制备性能优异的发光材料。除此之外，还有冰晶石结构及磷灰石结构的荧光粉被制备出，其发光性能和能量传递机理也有详细的研究。

相关研究进展：

Yang等采用高温固相烧结方法合成了系列萤石结构的荧光粉；

Lv等制备了基于黏土矿物的荧光材料，可用于对液相和气相中的苯酚的检测和定量。