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对绿色化学的“奇思妙想”

2023-07-24 19:04:57   

“姜钟法”是一种从源头上阻止环境污染的绿色化工技术,而这项堪称颠覆性的创新技术,正是出自于中国科学院上海有机化学研究所研究员姜标的“奇思妙想”。

 

姜标教授(中)在工程项目现场

 

解决行业发展的痛点

哪里有需求,哪里就有研发。2017年,《关于汞的水俣公约》对我国正式生效,对PVC行业影响很大。解决行业发展的痛点,成为了科研人奋斗的目标。

为解决现有工艺汞催化剂替代,姜标积极研发新型铜基催化剂,创造性地将含氮非质子溶剂引入炭负载铜基催化剂体系,解决了铜基催化剂易爆和效率不高的问题,并解决再生循环使用问题。

经行业鉴定,新工艺开辟了无汞化合成氯乙烯新途径,属国内外首创,总体技术达到国际先进水平。该工艺是世界上第3条负碳PVC工艺,被行业誉为“姜钟法”。

“姜钟法”将传统电解氯碱行业升级为氢能源行业,从根本上解决了PVC行业的高污染低效率的问题。该工艺三度获得中国产学研合作创新与促进奖。

“绿色化学是一座亟待开发的宝库,只要认真专研,总有新的发现。”

随着环保理念的深入人心,原有黄金提炼法,如,氰化法、混汞法对环境十分不友好,其巨大的污染是令从业者十分头疼的问题。但是,姜标却用绿色化学,破解了行业难题。

历时7年的奋斗,让姜标团队开发出了一套绿色“炼金术”,他们利用微纳气泡、绿色而廉价的提取剂,并建立了从小试到工业化规模的微纳粉碎装置,完成了从克级到吨级的矿粉浸取装置研制和工艺验证,共申请专利7项,已有6项获得授权。

2022年1月,建造在陕西安康旬阳一座矿山中的无氰提金吨级中试装置通过验收。尽管绿色“炼金术”真正实现工业级应用尚有时日,但姜标团队所开发的微纳粉碎技术却已在云贵高原上率先开花结果。

这种高效无分级的超微粉碎技术,可以将金矿石打磨最细达到1微米的超细粉末,细度比传统球磨工艺提升了几十倍,同时采用全负压工作方式,无粉尘泄露,极大地减少了加工二次污染。

善于思考的姜标,并没有将超微粉碎技术局限于炼金领域,而是拓展视野,将其用来打磨粗粮。这项技术可在不破坏食品、药材原有营养成分的基础上,提升口感和利用价值,并杜绝生产过程中的重金属污染风险。

一项技术,两处应用。姜标团队,将科研的力量展现的淋漓尽致。

 

无止境的科研探索

笃志前行,虽远必达。姜标主持国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”之“超低k互连材料以及有机液态源研发与产业化”项目,联合院校企业6家单位共同攻关。项目全面完成了合同规定的各项技术指标,突破了高纯低k有机液态源生产中有机物的高纯化和关键痕量金属离子的去除和分析技术,实现30余种金属离子总含量控制小于十亿分之一范围的目标,纯度达到99.999 999 999%。不仅实现了有机液态源零的突破,还实现了集成电路制造行业所需要重要基础材料的国内供应。

人无精神不立,国无精神不强。科研探索也需要开拓创新的精神。海水提铀关键技术研发与海试示范就是姜标团队脚踏实地,不断进取的“见证”。

铀是核能事业发展的战略性原材料,海水中赋存了约40亿t铀,所以,海水提铀产业应用技术成为各国攻关的重点。姜标创新性提出纳米膜海水提铀技术路线,突破了膜、膜组件、生产线、吸附模块研制等关键技术。历经9年完成从实验室膜片到工业膜组件的批量生产,开展百次以上的模拟循环吸附或脱附工艺验证,建立公斤级海试示范平台,开展了实际海况试验,实际海水铀吸附容量可达3.5mgU/g以上,达到国际先进水平。

 

绿色化学的无限可能

近来,一款“大蒜E素”的“小众”抗菌消毒喷雾正在悄然推广使用。它就是姜标团队研发的温和、有效的天然消毒剂。

其实,大蒜E素,最早是为文物保护研发的。那时,姜标通过天然大蒜素亚砜与靶标蛋白酶生物学作用机制和构效关系研究,发现了具有广谱抑杀菌和驱杀虫的新型大蒜素衍生物,在浓度百万分之五下实现文物无损熏蒸灭菌,并成功用于多个博物馆文物的熏蒸处理。

后来,该技术被应用到医疗、粮食和农业等领域的病毒霉菌消杀。

完成系列具有复杂生理活性天然产物的全合成研究,建立分子多样化合物库;创新发展绿色芸苔素合成;开展创新创制抗癌新药探索……姜标的科研之路,从未停歇。明知征程万里,重任千钧,亦披荆斩棘,勇攀高峰。这就是姜标的勇气和毅力。

未来,姜标将继续深耕探索,继续用更多的科研成果,谱写新时代的绿色化学交响曲。(供稿单位:中国科学院上海有机化学研究所)

 

(责编:崔宝友)

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