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不“纸”那么简单!华工这个实验室超乎你想象
作者:    发布于:2021-03-18 07:49   
摘要:实验室大门。造纸术,是我国人引以为傲的古代四大发明之一。惋惜,多年前,在人们心目中,造纸职业却总是与污染联络在一起。走运的是,现在,我国造纸职业现已摘掉了“污染......

实验室大门。造纸术,是我国人引以为傲的古代四大发明之一。惋惜,多年前,在人们心目中,造纸职业却总是与污染联络在一起。走运的是,现在,我国造纸职业现已摘掉了“污染大户”的黑帽。这背面,是华南理工大学制浆造纸工程国家要点实验室陈光复院士团队十年如一日的斗争。     近来,记者走进该实验室时得悉,在科学家们的尽力下,现在造纸不只变得绿色环保,纸也早已打破印刷、日子、包装等传统用处,该实验室发明的高科技含量的“纸”已用于制作飞机、高铁的部件,令人对“纸”刮目相看。     从前造纸业的污染高居榜首     纸是我国劳动人民长时间经历的堆集和才智的结晶。我国汉代就发明晰以植物纤维为质料的纸张,迄今现已近二千年,为世界文化的沟通和文明的开展做出了巨大奉献。     造纸职业也是我国重要的根底原资料工业,2011年,造纸业年产值约1亿吨,占全球总产值的四分之一,居世界榜首。可是当年,造纸业带来的水污染问题却十分严峻。     陈光复院士回想,2011年,造纸业废水和COD排放量别离占全国工业排放总量的1/5和1/4,高居榜首。当年,国家接连四次发文,明确提出专项整治造纸等要点排污职业。     “一年内针对造纸等排污职业连发四次文,这是史无前例的。污染太厉害了,有必要从速处理这个问题。”陈光复说,2011年,国家有关部委要求他们赶快霸占造纸业的污染难题。     陈光复说:“我的导师生前曾对我说,我国造纸业的问题一个是污染,一个是设备落后,这两个问题他一辈子都处理不了,期望我这一辈子来处理。”。     承受重担后,陈光复和团队开端了十年如一日的科技攻关。“这期间,国家给了团队很大的支撑,咱们团队的许多人也以厂为家。”     十年攻关摘掉造纸业“污染大户”帽子     经过近十年的潜心研讨,陈光复和产学研结合科技团队成功研制了掩盖制浆造纸一切工艺进程的清洁出产与水污染操控10项要害技能及11项支撑技能,构成5套集成技能,并在现代化大型出产线施行工业化及推行运用,构建了造纸业水污染全进程操控新模式。     其间,针对废纸制浆碱性脱墨污染负荷重的难题,他们立异研制了废纸制浆近中性脱墨技能和造纸废水梯级循环回用技能,完结废纸制浆水重复运用率大于95%,造纸水重复运用率大于90%,节省了新鲜水的用量,大幅削减废水排放。     科技团队研制的制浆造纸清洁出产与水污染全进程操控技能已在全国十多家大中型造纸企业的制浆造纸出产线上及结尾废水处理中运用。现在,该技能已推行运用到广东、广西、河南、河北、安徽等地的制浆造纸企业。     选用陈光复院士科技团队新技能的造纸企业,其清洁出产技能已达世界抢先水平,单位产值废水和COD排放目标远优于欧盟规范。陈光复说:“有一家大型造纸企业的结尾废水处理站的排水口区域建成了湿地公园,成为当地一景,许多人在那里拍婚纱照,前去调查的专家感到十分震慑。”     就这样,我国造纸业“污染大户”的帽子被陈光复经过产学研结合所树立的科技团队摘掉了。他们的新技能更为运用企业发明晰巨大的经济及环境效益,为造纸职业新旧动能转化和绿色制作供给了演示。华南理工大学也以榜首完结单位荣获2019年度国家科技进步奖一等奖。     新技能对大湾区环境保驾护航     作为地处大湾区的国家要点实验室,制浆造纸工程国家要点实验室的效果也从多方面惠及大湾区。     陈光复说,粤港澳大湾区2020年纸和纸板产值达1900多万吨,占全国15%左右,广东省的产值则多达2400多万吨,全国榜首。实验室的科研工作者都会向这些纸厂供给技能支撑,历年为纸厂训练技能人员。     自2021年起,我国全面制止固体废物进口,造纸职业将面对巨大的纤维质料缺口。广东作为我国造纸榜首大省,在废纸零进口的新形势下,更需求加速转型晋级,活跃布局和提高新式绿色造纸,服务大湾区建造。     在这个进程中,陈光复院士团队的技能继续为大湾区的环境“保驾护航”。     陈光复院士说,以往许多制浆造纸大厂依托进口废纸,现在国家规定制止进口废纸后,许多大纸厂挑选到广西树立制浆造纸基地。     广西在西江上游,这些新建制浆造纸基地与地处下流的广东休戚相关。对此,陈光复说,早在2018年,他们团队的技能就已被环保部归入《制浆造纸进程污染操控可行技能攻略》,并在全职业进行推行,在广西新建的这些造制浆纸基地,都选用了这个技能攻略,对环境是十分友爱的。     陈光复说,跟着国内纸厂在海外投资建厂,他们的技能也走出了国门,走向了老挝、柬埔寨、哈萨克斯坦、白俄罗斯等国。     “纸”也能成为飞机、高铁上的部件     如果说处理造纸职业污染,还归于传统造纸职业范畴的问题,那么实验室的一些研讨触角,则已伸向了传统造纸职业之外。     在华南理工大学制浆造纸工程国家要点实验室的一楼大厅内,有几张桌子和几个凳子,乍看上去,与其他桌凳差异不大,可定睛一瞧,它们都是由“纸”做成的。记者小心谨慎坐上一只凳子,实验室的教师见状却笑了:“定心!200斤的人坐上去都没问题!”     实验室教授、博导陈港说,现在,造纸不只变得绿色环保,纸的用处也早已打破印刷、日子、包装等传统用处。     据了解,实验室现已研制了一种高科技含量的“纸”,这种纸能够成为飞机、高铁上面的部件,比方飞机的机翼、行李架、餐车,高铁的顶板、地板、行李架等。由于这种“纸”不只轻盈,并且它蜂窝状的结构,还具有刚性强、阻燃、隔音的特色。     据介绍,这种高科技含量的“纸”也叫芳纶纸,归于高功能纸基复合资料,是国家战略新兴工业严重工程的要害资料,曩昔曾长时间依靠进口。     针对高功能纸基复合资料“卡脖子”技能,实验室团队在传统植物纤维打浆设备的根底上,立异开展了高功能纤维打浆理论,打破了特种纤维造纸瓶颈,成功研制了芳纶纸、油水别离资料、吸波透波资料、高功能膜资料、导电纸基资料和碳纤维纸等系列高功能纸基复合资料,为代替进口同类资料发挥重要作用。     现在,实验室研制的芳纶纸相关技能作价6684万,以技能入股的方法与我国中车年代新材一起树立合资公司,建造5000吨/年世界抢先的高功能纸基复合资料出产线,年产值10亿。该项意图首要效果也曾取得2019年教育部科技进步奖一等奖。     造纸副产品变身为防晒剂     芳纶纸的姓名中,还有一个“纸”字,但实验室研制的别的一种东西,则跟高端化妆品扯上了联系。     据介绍,曩昔用植物造纸时,“有用”的成分是纤维素,而“没用”的一种东西叫“木质素”。木质素是植物生物质的组分之一,是造纸工业的副产物,传统运用木质素的方法,是送往碱收回炉作为质料焚烧,附加值较低。     实验室的科学家们,经过调控木质素的分子结构,对其进行功用化改性,发明晰木质素羧甲基化、羟丙基磺化、双官能团醚化缩合等改性新技能,在世界上初次将木质素开发成广谱长效防晒剂,并运用于高端日化范畴。这大大开辟了木质素的高值化运用新途径。     这些研讨的相关效果取得了我国发明专利授权30件,宣布SCI/EI录入论文103篇,经过省部级效果鉴定1项。要害技能在多家高新技能企业推行运用,近三年累计出产改性木质素新增销售额12.9亿,新增赢利2.6亿。     研制生物质塑料代替一次性塑料     本年旦起,跟着“最严限塑令”的实施,许多奶茶店的塑料吸管都变成了纸吸管。     现在,制浆造纸工程国家要点实验室的科学家们也在为“减塑”而尽力。     实验室教授王小慧说,造纸职业是首要生物质能源的出产和运用职业之一。植物生物质自身具有多组分共存、结构杂乱、难溶解、难加工的特色,因而现在生物质基资料在功能和本钱上与传统石油基资料比较尚不具有竞赛优势。实验室开展了系列生物质分子均相改性的新方法,完结生物质分子氢键的解离与重构,以及衍生物集合态结构的调控,树立生物质资料的构效联系。从天然木材质料动身,运用动态共价化学原理,结合热压工艺构建出轻质高强、绿色的生物质塑料。     何为生物质塑料?王小慧解说说,日常日子中大家用到的塑料都是从石油加工而来的,但石油是不行再生资源,运用塑料是不行继续的,对环境也会形成污染。“咱们用树枝、树叶、秸秆等为质料,经过对这些质料‘改性’,对它们的分子进行规划,让这些质料的纤维能够像塑料相同进行热加工,使其成为各种形状,做成各种产品,这就叫生物质塑料。”     王小慧展望,这种生物质塑料是防水的,也能够100%闭环收回,循环运用。她说,未来这种生物质塑料能够在许多方面代替一次性塑料。     【实验室手刺】     制浆造纸工程国家要点实验室依托华南理工大学建造,于1989年6月经原国家计委同意立项,1996年建成敞开,是我国轻工范畴仅有的国家要点实验室。     自建造以来,实验室在我国制浆造纸范畴承当50%以上的国家级科研任务、培养了70%以上的博士和博士后,是一切主干课程必修教材的主编单位,在全球造纸科技立异竞赛力排行榜中稳居前三,现已成为我国制浆造纸范畴科学研讨和人才培养的重要基地及世界学术沟通中心。

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