
马宾,男,1989年11月生,中共党员,河北衡水人。现为华北电力大学环境科学与工程学院教授,硕士生导师,博士生导师。研究方向:核素分离与催化转化、核素界面化学与环境迁移、功能无机材料与核废物安全。
主要面向核资源循环、核能环境和放射性废物安全处置中的关键科学问题,围绕U、Se、Tc、I等核相关元素,开展功能材料设计、核素选择性分离、催化转化、界面化学及长期迁移研究。综合利用同步辐射表征与多尺度模拟,从原子尺度揭示核素-材料相互作用机制。
2014年毕业于北京大学化学与分子工程学院,2017年获法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学环境地球化学博士学位。先后在瑞士联邦材料科学与技术研究所Empa和瑞士保罗谢尔研究所PSI从事科研工作,曾任PSI终身制研究员、项目PI和研究组代理组长。2019年入选欧盟H2020玛丽·居里学者,2022年获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(海外)资助,2024年起任华北电力大学教授。2025年起兼任中广核工程有限公司核电安全技术与装备全国重点实验室高级研发专家。
主持国家自然科学基金及瑞士、欧盟等国内外科研项目,并承担中核、中广核等核工业科研任务。已发表SCI论文70余篇,在Environmental Science & Technology、Geochimica et Cosmochimica Acta、Cement and Concrete Research、Water Research等期刊发表系列研究成果。曾受邀在Goldschmidt等国际会议做Keynote主题报告。课题组总体研究主线为“分离-转化-固定-迁移”,即通过功能材料和催化化学实现核素高效分离与定向转化,并从分子尺度理解界面作用、实现稳定固定及长期环境行为预测。
一、教育背景
2014.10-2017.12 法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学/法国国家科学研究中心CNRS,环境地球化学,理学博士;导师:Laurent Charlet教授、Alejandro Fernandez-Martinez博士、朱永官院士
2011.09-2014.07 北京大学 化学与分子工程学院,理学硕士;导师:刘春立教授
2007.09-2011.07 大连理工大学 化工与环境生命学部,理学学士;导师:高占先教授
二、工作经历
2024.01至今 华北电力大学环境科学与工程学院,教授、硕导、博导、课题组组长
2021.08-2024.01 瑞士保罗谢尔研究所PSI,终身制研究员、项目PI、博士生导师
2018.04-2021.07 瑞士联邦材料科学与技术研究所Empa,博士后研究员;导师:Barbara Lothenbach教授
三、研究方向
1. 核素分离、催化转化与资源化
围绕U、Se、Tc、I等核相关元素,开发沸石、LDH、MOF及其他功能多孔材料,研究核素的选择性识别、吸附、富集与分离机制;构建光催化、电催化及Pt/Pd等贵金属和二元金属加氢催化体系,调控核素界面电子转移与价态转化,开展核废水资源化、海水提铀、U(VI)-U(IV)催化还原及绿色核燃料循环研究。
2. 核素界面化学与环境迁移
研究U、Se、Tc、Ni等核素在矿物、黏土、水泥及复杂固-液界面上的配位、吸附、氧化还原、电子转移和扩散迁移过程,重点揭示界面原子结构、局部化学环境与宏观迁移行为之间的联系。利用同步辐射XAFS、PDF等先进表征技术,结合热力学、分子模拟及反应运移模型,发展从原子尺度界面反应到长期迁移预测的跨尺度研究方法。
3. 功能无机材料与核废物安全
研究LDH、C-S-H、AFm/AFt、沸石、低碳水泥等功能无机材料的形成、结构、热力学性质及长期演化,揭示核素和重金属的界面固定、层间交换、晶格取代及新相形成机制。面向核废物固化和地质处置,研究水泥-岩石-地下水多相体系长期演化及核素迁移行为,探索兼具低碳、高包容量和长期稳定性的先进固化材料。
四、课题组特色与招生信息
课题组长期招收博士研究生、硕士研究生及科研兴趣浓厚的本科生,欢迎化学、材料、环境、化工、核科学、能源、计算等不同专业背景的学生加入。学生可根据个人兴趣在上述三个研究方向中选择具体课题。
培养特色
交叉培养与自主发展:学生可根据个人兴趣在功能材料、催化化学、核素分离、先进表征和理论模拟之间开展交叉研究,逐步形成独立科研方向。
先进同步辐射表征:课题组长期利用欧洲及国内同步辐射设施开展XAFS、PDF、XRD等实验,从原子尺度解析材料活性位点、核素配位结构和催化反应机制。
国际合作:与瑞士、法国、德国等欧洲多所高等院校和同步辐射光源保持长期合作,为优秀研究生提供国际合作研究、同步辐射实验和学术交流机会。
真实核工业问题:课题组与中核、中广核等核工业单位开展长期合作,研究课题兼顾基础科学问题与核工业实际需求。
五、主持的主要科研项目
1. 国家自然科学基金“叶企孙”科学基金重点支持项目:二元金属负载催化剂协同催化加氢制备还原剂U(IV)研究,2025-2029,主持。
2. 国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(海外):铁掺杂水泥老化产物与关键核素的相互作用过程及其机理研究,2025-2028,主持。
3. 华北电力大学“双一流”建设高层次人才项目:低碳水泥固化核废料,2024-2029,主持。
4. 中核集团-中国原子能科学研究院项目:硒在XX介质中的迁移行为研究,2025-2027,主持。
5. 中广核工程有限公司-核电安全技术与装备全国重点实验室开放基金项目:水泥固化体降解过程中XX的时空分布特征及溶出机理研究,2026-2028,主持。
6. 中广核工程有限公司-核电安全技术与装备全国重点实验室XX项目:核电厂流出物中XX处理关键技术及装备研究,2026-2027,主持。
7. 瑞士国家科学基金SNSF项目:Fe掺杂水滑石在Mg基水泥中的形成及其对氧化还原敏感有毒元素的固化稳定化研究,2023-2027,主持。
8. 瑞士保罗谢尔研究所PSI专项基金:金属掺杂硅酸钙水化物形成及热解的原位时间分辨研究,2023-2027,原主持(离任PSI后变更主持)。
9. 欧盟H2020玛丽·居里-瑞士PSI联合项目:Fe掺杂水滑石氧化还原行为的原子尺度研究,2023-2025,原主持(离任PSI后变更主持)。
10. 欧盟H2020玛丽·居里项目:沸石热力学性质与化学结构研究,2019-2021,主持。
六、学术兼职与学术服务
Critical Reviews in Environmental Science and Technology青年编委;
Science of the Total Environment青年编委;
Waste Disposal & Sustainable Energy青年编委;
npj Materials Sustainability编委;
Environmental Pollution等SCI期刊客座编辑;
Stanford Synchrotron Radiation Lightsource同步辐射机时申请书评审人;
英国放射性废物管理相关科技报告同行评审人。
七、代表性论文
已发表SCI论文70余篇,以下列出部分代表性成果:
1. 核素分离、催化转化与资源化
1. J. Li, Q. Chen, B. Pang, X. Tan, M. Fang, B. Ma*. A critical review of electrochemical strategies for selective uranyl recovery from radioactive wastewater and seawater. Sustainable Carbon Materials, 2026, 2, e001.
2. J. Li, H. Li, Y. Kong, S. Churakov, H. Liu, Y. Li, J. Zhang, Z. Zhou, M. Fang, X. Tan, G. Zhao, L. Charlet, B. Ma*, X. Wang*. A synergistic ligand complexation-electrocatalysis strategy for efficient uranyl extraction from nuclear wastewater. Water Research, 2025, 291, 125178.
3. J. Li, Y. Hu, Z. Shen, H. Jin, R. He, W. Zhu, G. Zhao*, Z. Ji*, B. Ma*, X. Wang*. Efficient uranium(VI) recovery from fluorinated wastewater via deferiprone ligand complexation. Water Research, 2025, 271, 122884.
4. B. Ma, A. Fernandez-Martinez, M. Kang*, K. Wang, A.R. Lewis, T.G.G. Maffeis, N. Findling, E. Salas-Colera, D. Tisserand, L. Charlet. Influence of surface composition on the reactivity of pyrite toward aqueous U(VI). Environmental Science & Technology, 2020, 54, 8104-8114.
2. 核素界面化学与环境迁移
5. X. Wei, B. Ma*, M.A. Glaus, L.R. Van Loon, D. Pan, M.M. Fernandes, R. Dähn, W. Wu, S.V. Churakov. Unravelling the role of organic ligands in Zn(II) diffusion and sorption mechanisms in compacted Na-illite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2026, 425, 13-25.
6. K. Wang*, A. Fernandez-Martinez, N. Menguy, L. Simonelli, B. Madé, P. Hénocq, B. Ma*, L. Charlet. Influence of redox atmospheres on selenate retention by mackinawite, magnetite and pyrite. Journal of Hazardous Materials, 2026, 508, 141869.
7. K. Wang*, A. Fernandez-Martinez, L. Simonelli, B. Madé, P. Hénocq, B. Ma*, L. Charlet*. Redox interaction between selenite and mackinawite in cement pore water. Environmental Science & Technology, 2022, 56, 5602-5610.
8. B. Ma*, A. Fernandez-Martinez*, K. Wang, B. Madé, P. Hénocq, D. Tisserand, S. Bureau, L. Charlet. Selenite sorption on hydrated CEM-V/A cement in the presence of steel corrosion products: Redox vs nonredox sorption. Environmental Science & Technology, 2020, 54, 2344-2352.
9. B. Ma*, A. Fernandez-Martinez, B. Madé, N. Findling, E. Markelova, D. Tisserand, S. Bureau, E. Salas-Colera, L. Charlet. XANES-based determination of redox potentials imposed by steel corrosion products in cement-based media. Environmental Science & Technology, 2018, 52, 11931-11940.
10. B. Ma*, A. Fernandez-Martinez, S. Grangeon, C. Tournassat, N. Findling, S. Carrero, D. Tisserand, S. Bureau, E. Elkaïm, C. Marini, G. Aquilanti, A. Koishi, N. Marty, L. Charlet. Selenite uptake by CaAl LDH: A description of intercalated anion coordination geometries. Environmental Science & Technology, 2018, 52, 1624-1632.
11. B. Ma*, A. Fernandez-Martinez, S. Grangeon, C. Tournassat, N. Findling, F. Claret, A. Koishi, N. Marty, D. Tisserand, S. Bureau, E. Salas-Colera, E. Elkaïm, C. Marini, L. Charlet. Evidence of multiple sorption modes in layered double hydroxides using Mo as structural probe. Environmental Science & Technology, 2017, 51, 5531-5540.
12. J. He, B. Ma (co-first author), M. Kang, C. Wang, Z. Nie, C. Liu*. Migration of 75Se(IV) in crushed Beishan granite: Effects of the iron content. Journal of Hazardous Materials, 2017, 324, 564-572.
13. B. Ma*, L. Charlet, A. Fernandez-Martinez, M. Kang, B. Madé. A review of the retention mechanisms of redox-sensitive radionuclides in multi-barrier systems. Applied Geochemistry, 2019, 100, 414-431.
3. 功能无机材料与核废物安全
14. Z. Zhou, H. Liu, J. Li, Y. Yan*, G. Miron, B. Lothenbach, B. Xu, M. Fang, X. Tan, B. Ma*. Thermodynamic modeling and mechanistic insights into Cu2+ sorption by C-S-H with different Ca/Si ratios. Cement and Concrete Research, 2026, 205, 108236.
15. J. Ban*, B. Lothenbach, J. Provis, G. Miron, Z. Zhou, D. Wang, S. Churakov, B. Ma*. Examining the pH dependence of Fe behavior in hydrotalcite-group structures. Cement and Concrete Research, 2026, 201, 108097.
16. Y. Zhang, X. Zhu, B. Ma*, W. Xu, L. Wang, R. Maboudian, D.C.W. Tsang*. Interlayer-anion-controlled immobilization of chromate and chloride by Ca/Al layered double hydroxides. Journal of Hazardous Materials, 2025, 501, 140849.
17. Y. Zhang, X. Zhu, B. Ma*, X. Li, W. Xu, L. Wang, R. Maboudian, D.C.W. Tsang*. Reconstruction kinetics and structural evolutions of chromate and chloride intercalated Mg/Al layered double hydroxide in low-carbon cements. Cement and Concrete Composites, 2025, 164, 106250.
18. D. Wang*, Y. Zhang, J.L. Provis, B. Lothenbach, S.V. Churakov, G.D. Miron, Z. Zhou, J. Guan, J. Ban, B. Ma*. Hydrotalcite-pyroaurite solid solution in cement system: Molecular structure and thermodynamic properties. Cement and Concrete Research, 2025, 197, 107976.
19. B. Ma*, J.L. Provis, D. Wang, G. Kosakowski. The essential role of cement-based materials in a radioactive waste repository. npj Materials Sustainability, 2024, 2, 21.
20. Yuying Zhang, Z. Wan, L. Wang*, B. Guo, B. Ma*, L. Chen, D.C.W. Tsang*. Designing magnesium phosphate cement for stabilization/solidification of Zn-rich electroplating sludge. Environmental Science & Technology, 2022, 56, 9398-9407.
21. B. Ma*, A. Fernandez-Martinez, A. Mancini, B. Lothenbach. Spectroscopic investigations on structural incorporation pathways of FeIII into zeolite frameworks in cement-relevant environments. Cement and Concrete Research, 2021, 140, 106304.
22. B. Ma*, B. Lothenbach. Synthesis, characterization, and thermodynamic study of selected K-based zeolites. Cement and Concrete Research, 2021, 148, 106537.
23. B. Ma*, B. Lothenbach. Thermodynamic study of cement/rock interactions using experimentally generated solubility data of zeolites. Cement and Concrete Research, 2020, 135, 106149.
24. B. Ma*, B. Lothenbach. Synthesis, characterization, and thermodynamic study of selected Na-based zeolites. Cement and Concrete Research, 2020, 135, 106111.
八、人才培养
目前指导20余名博士、硕士研究生,研究课题涵盖核素分离、催化转化、界面化学、先进表征及理论模拟等。曾指导或共同指导华北电力大学、瑞士伯尔尼大学、瑞士洛桑联邦理工学院EPFL及法国高校的博士、博士后和硕士研究人员。
九、联系方式
联系电话: 13701184302
电子邮箱: bin.ma@ncepu.edu.cn
地 址: 北京市昌平区回龙观北农路2号华北电力大学
招生咨询:欢迎对上述研究方向感兴趣的本科生、硕士生和博士生联系。