围绕金属硫化矿生物浸出等过程开展矿物-微生物相互作用机制研究，主要研究领域涉及矿物-微生物相互作用介导的生物冶金、重金属归趋、矿物/元素循环及生物材料等方面。对矿物-微生物相互作用微观作用机制及其宏观效应具有较为全面的认识，对微生物介导的铁硫形态转化、次生矿物形成和消解及铁硫代谢微生物的铁硫代谢过程具有深刻的理解，对矿物-微生物相互作用耦合元素地球化学循环及其在环境和材料领域的重要应用具有较深入的了解。主要研究领域如下。

（1）硫化矿生物浸出机制研究

聚焦生物冶金体系复杂表界面电子传递等科学问题，研究硫化矿-浸矿菌相互作用过程和S/Fe/Cu/As/Sb形态转化规律，解析黄铜矿和黄铁矿表面化学形态、微结构及其与浸矿菌界面吸附和浸出作用机制，研究浸矿菌表面壳层组成与分布，解析浸矿菌表面壳层组成与分布演变规律及其与矿物表界面作用的关联性，筛选了硫活化相关蛋白质基因，研究巯基在硫活化中的关键作用，解析微生物硫氧化活化元素硫分子机制及其对不同形态元素硫差异利用机制，研究典型环境条件对硫化矿浸出中间产物及浸出效应的影响和制约机制，解析硫化矿浸出动力学强化机制，丰富硫化矿生物浸出溶解与优化调控理论。

（2）矿山污染环境重金属环境效应及分子机制研究

针对硫化矿浸出过程中产生的典型重金属砷、汞、锑等离子，聚焦典型重金属污染物的多介质微界面行为，开展微生物铁硫氧化还原作用与重金属归趋耦合机制研究，解析模拟酸性矿山废水（AMD）体系嗜酸微生物铁硫氧化还原与As/Hg/Sb归趋行为的关联性，探究不同环境条件下微生物铁硫氧化作用、次生矿物演替与砷形态转化的耦合机制。

（3）矿物-微生物相互作用的地球化学效应及生物矿化材料应用研究

围绕蓝细菌和硅藻的生物学、矿物学和材料学特性，研究黏土矿物在蓝细菌化石保存中的微观作用机制，解析硅藻蛋白石铝的赋存形态及其地球化学循环效应，探究硅藻壳体结构与其电化学效应之间的关联性，开发新型高效生物硅碳负极材料。

附：近五年5篇代表性科研成果

The differential effect of amorphous μ-S and orthorhombic ɑ-S₈ on chalcopyrite bioleaching by Acidithiobacillus ferrooxidans. Minerals Engineering 2022, 184: 107660（生物冶金）

Fe/S oxidation-coupled arsenic speciation transformation mediated by AMD enrichment culture under different pH conditions. Journal of Environmental Sciences 2024, 137: 681–700（环境化学）

Insight into cyanobacterial preservation in shallow marine environments from experimental simulation of cyanobacteria-clay co-aggregation. Chemical Geology. 2021, 577:120285. （地球化学）

Diatom frustules decorated with Co nanoparticles for the advanced anode of Li-ion batteries. Small 2023, 19(30), 2300707: 1-9. （生物材料）

《微生物-矿物相互作用表征及分子模拟》， 科学出版社，2020