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      林化所完成的“活性炭微結構及其表面基團定向制備應用技術”獲2009年度國家科技進步二等獎

      來源:林化所 時間:2010-02-02 12:39:00
        由林化所蔣劍春研究員承擔的“活性炭微結構及其表面基團定向制備應用技術”項目獲2009年度國家科技進步二等獎。該項目屬于林產化學加工學科領域。利用木屑、酸木素等農林廢棄物,通過活性炭孔隙結構、表面基團與選擇性吸附關系基本科學問題和理論的創新研究,獨創和突破了活性炭超微孔隙結構定向調控、表面功能化基團選擇性修飾、木質原料低分子化自成型造粒等關鍵技術,創新集成開發了活性炭定向制備工藝方法及清潔生產關鍵裝備,大幅度提高了活性炭選擇性吸附能力,成功創制出氣體精制、液相大分子脫色、揮發性有機物(VOC)捕集和雙電層電容器用等系列功能化活性炭新產品,實現了廢棄資源高值化利用和節能減排的目的,顯著促進了生物質產業及環保、食品、醫藥、化工等領域和行業的技術進步。
        該項目的主要技術內容:①活性炭超微孔隙結構定向調控技術。首創類分子篩微孔孔隙催化活化定向調控、介孔納米級孔隙結構二次活化定向調控、微孔與介孔高溫定向重整等定向成孔方法和制備技術,將活性炭孔徑主要集中調整于介孔或超微孔范圍,定向制備出0.7 納米級超微孔達80%以上和1.5~3.0 納米級介孔達50%以上的孔隙;②表面功能化基團選擇性修飾產業化技術。根據活性炭的化學吸附特性,獨創了氧化性氣氛空氣氧化、化學藥品催化氧化等表面功能化基團選擇性修飾技術,選擇性獲得羥基、羧基、內酯基等官能團,并結合應用場合吸附質的特性研究,設計與制造出具有物理和化學吸附聯合作用的活性炭功能材料,實現了經濟可行的工業化應用;③木質原料低分子化自成型造粒技術。首創了低溫催化降解低分子化、不添加粘結劑木質顆粒自成型、低溫催化活化及清潔生產工藝技術,高值化利用廢棄粉狀資源成功進行了高強度顆粒活性炭的造粒。④定向制備技術集成創新與新產品創制。集成創新出活性炭定向制備工藝,解決了成果工程化應用關鍵技術,創新開發出四大類系列活性炭,成功實現了產業化,產品技術指標超過國內外同類產品指標。
        該項目在國家"863",國家自然科學基金等國家、部委項目的支持下,經過針對瓶頸技術的攻關,開發出活性炭微結構及其表面基團定向制備與應用技術。發表論文31篇,EI收錄6篇;申請專利5項,已授權4項;制定國家標準4項,行業標準5項;形成3項核心技術,填補3項國內空白;成果已成功應用于江蘇、上海、江西、浙江等地的活性炭生產企業,建立了12條生產線,開發了20余種新產品;近3年,生產顆粒活性炭3.7萬噸,生產粉狀活性炭3.2萬噸。通過示范生產線的建設和產品的應用,共新增產值7.78億元,新增利潤1.35億元,稅收3820萬元,出口創匯1862萬美元。創制開發的功能產品已成功應用于國內生物煉制、氣體凈化與回收、電容器電極材料等行業龍頭企業。
        隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高,活性炭將在食品、化工、水源治理及空氣污染治理等領域中發揮更加重要的作用。活性炭微結構及其表面基團定向制備技術的應用與推廣示范,將為我國1000多家活性炭企業的產品升級換代和技術進步提供支撐,使我國活性炭制造技術達到國際先進水平。提高農民收入和增加就業崗位,促進農村經濟發展。

       
       

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