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会员动态 南工大:创新为剂 绿色为方
南工大:创新为剂 绿色为方
  发布日期:2020-12-31

化工发展何去何从?在近期举行的中国化工学会第二届全国化工过程强化大会上,高校、科研院所、企业专家、学者相聚南京,为化工发展出谋划策。“源头绿色化、过程减量化、治理精准化”,南京工业大学校长乔旭教授用“环保+化工”绿色技术创新路径开辟出一条绿色化工之路。实际上,这条创新之路已经延伸到南京工业大学服务行业发展、科学研究和人才培养的方方面面,为化工高质量发展打造了一条绿色的生命线。

问诊把脉 高水平服务为行业发展打造“产品池”

600余名专家,历时百余天,走进30个化工园区2608家化工企业,为化工高质量发展精准支招。2020年5月起,南工大受江苏省化治办委托,启动江苏省化工产业安全环保整治提升百日攻坚行动,组织专家形成工作小组,深入全省化工园区和化工生产企业,从产品结构、产业政策、工艺装备技术、本质安全和环保管理等方面逐一开展评估。行动最后提出对全省“一园一策”“一企一策”方案处置建议,确认一张企业安全风险辨识表及在此基础上形成的安全隐患清单,从政策规划、智力资源、检查督查、评估论证等多方面精准支招,为化工行业高质量发展保驾护航。

高水平服务行业发展是政府和行业赋予这所高校的责任寄托,也是南工大百年发展中积淀的学科优势所在和发展使命所向。“坚持产学研用结合,走优势与特色发展之路,为地方经济高质量发展服务。”乔旭介绍道,学校依托底蕴深厚的化工行业背景、积淀丰富的国家重点学科,发挥化工学科与材料、生物等学科深度融合交叉的自身优势,以材料化学工程和工业生物技术为特色,增强学科对经济社会发展的引领与带动作用,推动高质量社会服务建设。

近年来,南工大以产业升级为目标的新型研发平台应运而生,学校谋划布局建设了一批校内外新型研发机构,3个研究所成为省产业技术研究院专业所,15家新型研发机构在南京6个区落户,新型产学研共同体产业学院在南京膜科技产业园、张家港、常州西太湖全面推进,围绕多学科交叉融合还建有前沿技术、新农村发展、社会发展3个研究院。以学校创新资源为支撑,南工大全力打造面向产业的产学研用协同创新体系,开发出系列先进技术和高端产品,成功培育和孵化“久吾高科”等多家上市公司,与行业龙头企业共建研发中心100多家,拥有省部级以上科研平台55个。与此同时,“校企联盟”愈发紧密,学校打造以行业为对象的专业服务团队,针对化工企业中存在的产品同质化低端化、结构布局不合理、安全环保问题突出等问题,从产品、工艺、装置、环保等方面对企业“把脉问诊”。

早在2017年,南工大就围绕江苏化工产业一直面临转型升级、结构调整的现实需求,积极响应国家号召,落实江苏“263”“四个一批”“安全环保整治提升”等专项行动部署,启动“服务化工产业转型升级跨越发展江苏行动”。项目实施过程中,学校充分整合校内外创新要素和资源,组织决策咨询服务行、产品技术服务行、环保安全服务行、装备信息服务行、人才平台服务行、管理法务服务行等六大行动小组,召开推进大会,走进10个化工园区,服务300多家化工企业,输送化工人才近千名,减少“三废”排放近万吨,取得经济效益近亿元,从国际化视野、绿色安全生产、可持续发展等角度对江苏石油和化工产业发展建言献策,为江苏化工行业迈向中高端、增强可持续发展能力作出了积极贡献。作为江苏“科技改革30条”唯一试点高校,南工大先后修订完善相关科技政策60多个,多项举措作为省属高校典型案例被省科技厅、教育厅吸纳宣传。2020年10月,南工大还成功入选科技部全国赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点单位名单,该名单由科技部等9部门共同确定,全国共有40所高等院校和科研机构入选。

服务发展的面向和背后,南工大的底气在于不断创新技术和产品。面对化工、电力、造纸等高污染行业面临的环境、资源、能源问题,乔旭团队开创了“环保+化工”绿色技术创新路径,开发出酸烯加成酯化、环流光氯化反应、循环相转移催化、超大气液比吸收、“三废”临氧裂解等系列技术,形成(氯代)苄基氯、苯甲醛、羧酸特种酯全流程绿色智能制造工艺,用化工理论和技术化解了困扰相关行业的本质安全和环保等突出问题,实现了生产全流程重要关键节点的绿色制造。2020年1月,中盐常州化工股份有限公司党委书记、总经理董亮和副总经理陶文平专程到校为乔旭教授团队送去喜报,感谢乔旭教授的全流程绿色智能制造工艺不仅使企业免于关闭停产,而且在2019年就为公司创造了5000万元以上的经济效益。

全流程绿色智能制造工艺、环境友好型高效稀土基脱硝催化剂技术、“预处理―催化燃烧―能量利用”为一体的VOCs处理成套工艺技术……南工大开发的多项技术在创新的内核下,拿下了“国际领先水平”“填补国内空白”“国内唯一”的头衔,用创新的“产品池”为服务行业高质量发展问诊把脉。

赓续命脉 高素质人才为经济发展输送“智力库”

近几年,由于化工行业安全隐患频出,社会谈“化”色变,高校化工学科类招生也受到一定影响,并进一步影响到石化行业高质量人才发展。“科技的竞争归根结底是人才的竞争,每个行业都要有顶尖人才,没有人做化工创新,如何支持化工行业高质量发展?”乔旭教授呼吁社会要注重化工企业科研创新,更要重视化工人才培养。

在人才培养方面,南工大始终围绕“人才培养对接供给侧改革,为高校和科研院所培养优秀学术创新人才,为工业界培养高端技术创新与管理人才”的目标。学校化工学科不断创新人才培养模式,多年来培养了包括国家最高科学技术奖获得者在内的20余名两院院士,并为我国化工及相关行业输送了2万余名工程技术及管理人才,其中省部级领导17人、央企及上市公司负责人20余人。

工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、工程与社会、沟通、项目管理、终身学习等一系列清晰明确的能力被重点标注在化工学科学生培养计划上,也深刻烙刻在书院式专业型人才培养、服务社会发展的校企联合培养与创新创业教育实践中。

自2020年9月份开始,南工大开设化学工程与工艺(与中国科学院过程工程研究所联合培养英才班)、材料科学与工程(与中国科学院上海硅酸盐研究所联合培养英才班)两个联培专业,与中科院相关科研院所进行本硕博一体化联合培养。“联培专业致力为更多优秀学生提供精英化培养平台,为社会发展输送更加专业、能力匹配度更高的高科技人才。”据南工大党委副书记吴胜红介绍,联培专业班级采用3+1学习模式,学生前三年在南工大学习,第四年在中科院研究所学习,双方共同制定教学计划、教学大纲,双方教师共同授课,实行学校、研究所双导师制度,学生毕业后可获得南工大学位证、毕业证和“联合培养证书”。

值得一提的是,多年来,该校还与世界知名化工企业林德公司集团合作,开展了女生“双培养”工作探索。“五年前,我们创办了江苏高校唯一‘魅力女工程师能力提升训练营’,招收女生为学员,聘请著名企业高管和有关专家学者授课,通过职场礼仪、提升情商等学习培训,提升工科女生的职场魅力和竞争力,产生了积极的社会影响力。”据南工大化工学院院长范益群介绍,学校连续6届培养学员达300人,为社会输入了大批优秀人才。

作为女工程师训练营的一名成员,南工大化工专业大三学生高建红深感成为一名化工专业学生的责任与荣耀。她说:“因为化工,我更加热爱生活,也更加热爱创新。”在学校创新创业教育的熏陶和培养中,她还参与了校企联合研究实验室的研究项目,并成为一名院学生会科创部干事和校菁英科创板骨干。在前不久刚结束的第四届中国大学生Chem-E-Car竞赛中,她率领的Sailing团队使用了以往任何一支团队从未尝试过的控制模块,利用蔗糖旋光效应和过氧化氢反应控制小车的运行时间,并最终以总成绩排名并列第一的佳绩斩获性能竞赛一等奖。

“我们鼓励学生积极参加创新创业及各类学科竞赛,通过创新引领创业,创业促进创新,五年来,共获得了包括挑战杯金奖、创业大赛特等奖省级以上学科竞赛奖项100项,人才培养成效显著。”范益群介绍道,该校自2012年组队参加全国大学生化工设计竞赛以来,已经连续9年获得全国总决赛特等奖。

治病寻方 高层次创新为产业发展提供“技术源”

2020年1月,中盐常州化工股份有限公司党委书记、总经理董亮和副总经理陶文平专程到校为乔旭教授团队送去喜报。

“习近平总书记在科学家座谈会上指出,加快科技创新要坚持‘四个面向’――面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。我校一大批科研工作者在问计于社会经济发展,向下‘立地’的同时,还问计于科技前沿,向上‘顶天’,埋守在科学研究的‘无人区’。”南工大党委书记芮鸿岩介绍道,“十三五”以来,学校科研成果各级各类获奖178项,其中国家技术发明奖二等奖2项,国家科技进步奖二等奖3项,国家自然科学奖二等奖1项,主持国家重点研发计划12项,国家基金重大重点及人才团队类项目23项。

一串串数字的背后,折射了南工大化工学科研究发展的突破性创新和进展,相关科研项目甚至扭转了企业“转危为安”的绝境。

2012年,江苏王子制纸有限公司投资100多亿元建设的制浆造纸项目原计划制浆尾水排入大海,后引发社会矛盾,不得不停止排海工程,成为影响社会稳定的重大问题。南工大膜科学技术研究所邢卫红教授带领团队开发的面向制浆废水零排放的膜制备与集成技术,成功解决了这一世界级难题。项目组基于化工产品生产的思路开发制浆废水“吃干榨净”、实现资源化利用的成套技术,将尾水中主要成分综合资源利用,发明了以多膜集成为核心的制浆废水零排放新工艺,在南通建成了4万吨/日的全球首套膜法制浆废水零排放示范工程,“救活”陷入绝境的南通王子造纸百亿元项目,在全球首次实现制浆造纸废水的“零排放”。

2016年,在国家“十二五”科技创新成就展上,“面向制浆废水零排放的膜制备、集成技术与应用”项目被遴选为环保领域的代表性成果。2019年获得了国家科技进步奖二等奖。该项目也成为南工大服务国家重大需求,解决重要领域关键技术的先锋模范。

2017年,南工大生物与制药工程学院院长郭凯教授主持完成的项目“基于微流场反应技术的生物基无毒增塑剂及其衍生物连续绿色制造”获国家技术发明奖二等奖。该技术的应用也曾为被迫“关停并转”的企业带来希望,为迫切绿色升级转型的化工行业提供借鉴。

众所周知,塑料制品与我们的生活息息相关,而塑料制品的生产离不开增塑剂。增塑剂能改变塑料又硬又脆的特性,使其具有柔韧性,便于制品弯曲成型等。据介绍,由于技术和成本的原因,现在市场上一些塑料制品使用了含有毒性的传统增塑剂,而美国FDA和欧盟认证的两类无毒增塑剂柠檬酸酯类及环氧植物油类产品尚未在国内大范围使用,其原因是较多生产企业技术水平较低导致产品品质低及生产安全存在隐患等。“我们革新了传统釜式生产模式,在生物基无毒增塑剂生产中采用了微流场管路式反应器,通过构建合适流场结构,保持微流场效应同时,拓展尺度至厘米级别,实现连续化安全生产且产品品质显著提高,有效解决工程化问题。”郭凯介绍道,“百微米尺度的传统微通道反应器每年只能生产百公斤至吨级增塑剂,难以满足生产及市场需求,而厘米级管径的反应器每年能生产万吨级增塑剂。”

该课题组经过多年技术攻关突破了尺度放大与尺度效应难以同步、多单元系统集成困难、高效工程装备缺失等技术瓶颈后,在江苏雷蒙化工科技有限公司、江苏向阳科技有限公司及张家港市飞航科技有限公司实现了基于微流场反应技术的高品质增塑剂(柠檬酸酯产品、环氧脂肪酸甲酯产品)及增塑剂下游产品(生物基聚氨酯硬泡多元醇产品)的连续化生产,在国际上率先实现该技术的规模化工程应用,项目组研制的乙酰柠檬酸三丁酯占据国内90%以上高端市场,实现生物基增塑剂及衍生产品11万吨/年产能,为生物资源高值利用提供绿色方案。

用化工科技推动社会发展事业,南工大食品与轻工学院教授徐虹创造性地将聚谷氨酸应用于化肥增效,使用面积达3亿亩次,农民增收300亿元;化工学院教授仲兆祥带领团队成功攻克了高效低阻膜材料口罩的规模化生产难题,研发出可重复使用的纳米纤维膜材料口罩,价格仅为熔喷布口罩1/3,性能优于KN95相关标准,且可多次重复使用;同期,该校化工学院教授陈苏团队开发出微流体气喷纺丝技术,并将气喷纺丝的纤维膜负载在传统的无纺布上,每日可实现160万只口罩滤芯层供应,让口罩的滤芯层更为致密,无毒低阻、舒适性佳、防护效果更好。

南工大受江苏省化治办委托,启动江苏省化工产业安全环保整治提升攻坚行动。

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