張永明：搞科學(xué)研究要準(zhǔn)備吃苦，不吃苦就出不了成果
2014-04-16 19:03:07
admin
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據(jù)上海教育新聞網(wǎng)2012年10月30日訊 氯堿工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)：我國氯堿工業(yè)年產(chǎn)能超過7000萬噸，所生產(chǎn)的燒堿和氯氣是基本化工原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，支撐著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。但是，如此事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵材料，長期以來卻一直長著“外國心”——生產(chǎn)氯氣和燒堿的關(guān)鍵設(shè)備電解槽的核心部件——全氟離子膜，多年來一直100%依賴進(jìn)口，是制約我國氯堿工業(yè)安全運(yùn)行和健康發(fā)展的瓶頸。
上海交通大學(xué)張永明教授團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)十余年攻關(guān)，一舉攻克了氯堿全氟離子膜國產(chǎn)化這個(gè)難題，使中國成為全球除美國日本外第三個(gè)掌握這一技術(shù)的國家，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，還擺脫了國外的長期壟斷，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，中國氯堿工業(yè)技術(shù)從此有了“中國心”，使我國完成了從氯堿打過到氯堿強(qiáng)國的歷史跨越，成為中國氯堿工業(yè)發(fā)展的里程碑。
無所不在的氯堿工業(yè)
如果大家對“氯堿工業(yè)”依然覺得陌生，可以跟著我們在日常生活中找找它們的身影——2005年“非典”來臨時(shí)，著實(shí)火了一把的84消毒液，就是由氯氣和燒堿反應(yīng)制備的；氯氣制備的鹽酸，是一般潔廁液的主要成分；制備的漂白粉，廣泛用于食品行業(yè)如飲用水和果蔬的殺菌消毒，還常用于游泳池、浴室、家具等設(shè)施及物品的消毒，此外也常用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。工業(yè)上還可用于廢水脫臭、脫色處理，制備多種農(nóng)藥、含氯的有機(jī)溶劑。氯氣用于制備塑料，其中聚氯乙烯塑料（簡稱PVC）大家應(yīng)該很熟悉，幾乎每個(gè)人都要用到它。燒堿在國民經(jīng)濟(jì)中也有廣泛應(yīng)用，使用燒堿*多的部門是化學(xué)藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。另外，在生產(chǎn)染料、塑料、藥劑及有機(jī)中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機(jī)鹽生產(chǎn)中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿。
說到這里，大家應(yīng)該已經(jīng)可以理解，生產(chǎn)氯氣和燒堿的關(guān)鍵設(shè)備電解槽的核心部件——全氟離子膜，其國產(chǎn)化對于我們國家工業(yè)和國民生產(chǎn)安全運(yùn)行是多么重要。
多年來，我國政府對全氟離子膜的研究開發(fā)給予了極大關(guān)注?！傲濉?、“七五”期間，化工部與中國科學(xué)院牽頭組織了全氟離子膜的聯(lián)合攻關(guān)，大批科技人員付出了大量艱辛的勞動。“十五”、“十一五”期間，科技部有將全氟離子膜作為重大項(xiàng)目立項(xiàng)，希望*終實(shí)現(xiàn)全氟離子膜國產(chǎn)化。
在過去的十幾年間，我國斥巨資引進(jìn)國外全氟離子膜將成了3000多萬噸氯堿生產(chǎn)能力的全氟離子膜及其裝備，雖然大大改善了氯堿工業(yè)的裝備水平，解決了我國高質(zhì)量燒堿需要進(jìn)口的難題。但是，隨著離子膜和離子膜裝備引進(jìn)的增加，我國氯堿工業(yè)安全運(yùn)行的隱患越來越嚴(yán)重，一旦出現(xiàn)不可預(yù)測因素，離子膜進(jìn)口被阻斷，將對國民經(jīng)濟(jì)造成沉重打擊。因此，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全氟離子膜工程化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全氟離子膜的國產(chǎn)化，是科技界迫在眉睫的重大任務(wù)。
在張永明教授看來，以國家重大戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，高校與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，形成強(qiáng)大的科技創(chuàng)新力量，對推動我國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要意義。由此，開啟了上海交通大學(xué)和山東東岳集團(tuán)長達(dá)近10年的離子膜研發(fā)。
在實(shí)現(xiàn)成功的路上經(jīng)歷了無數(shù)次失敗
離子膜研發(fā)可謂一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，不僅需要投入大量資金，更需要一個(gè)強(qiáng)大的科研團(tuán)隊(duì)，其研發(fā)難度可想而知。自從到東岳的第一天起，張永明團(tuán)隊(duì)就以全身心的精力投入到離子膜研發(fā)中。
在承擔(dān)全氟離子膜材料研究課題時(shí)，課題組面臨一個(gè)十分嚴(yán)峻的難題，那就是在時(shí)間短、任務(wù)重的情況下，圓滿完成任務(wù)。在這種情況下，張永明在項(xiàng)目課題實(shí)施期間，始終與技術(shù)人員一道堅(jiān)守在中試現(xiàn)場，從每一個(gè)試車方案、每一個(gè)操作細(xì)節(jié)和操作環(huán)節(jié)，他都要親自加以指導(dǎo)，及時(shí)解決技術(shù)上出現(xiàn)的難題。他吃住在現(xiàn)場，工作到深夜后，他就在簡陋的辦公室里休息一會。在其行動的感召下，現(xiàn)場所有實(shí)驗(yàn)人員每天都以飽滿的精神工作10小時(shí)以上。此間，張永明也曾創(chuàng)下了連續(xù)一周不出實(shí)驗(yàn)室的紀(jì)錄。
憑借在含氟新材料領(lǐng)域較高的學(xué)術(shù)造詣和分析解決問題的能力，憑借多年艱苦奮斗、樸實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?，張永明帶領(lǐng)東岳研發(fā)團(tuán)隊(duì)連續(xù)攻克了一系列全氟離子膜材料和全氟高分子材料的關(guān)鍵技術(shù)，申請了幾十項(xiàng)發(fā)明專利，突破目前國外專利技術(shù)的壟斷和保護(hù)，對促進(jìn)我國高性能特種高分子材料領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。
張永明團(tuán)隊(duì)以超人的毅力和智慧完成了氯堿全氟離子膜的研發(fā)，10年時(shí)間他們幾乎犧牲了所有的節(jié)假日和周末，還有兩位年輕的成員為此獻(xiàn)出了寶貴生命。中國氯堿全氟離子膜是張永明團(tuán)隊(duì)的驕傲，也是中國的驕傲。從離子膜的研制成功到工業(yè)規(guī)格的離子膜大規(guī)模應(yīng)用，張永明教授感慨道：在實(shí)現(xiàn)成功的路上經(jīng)歷了無數(shù)次失敗，但正是國家的急需、校企結(jié)合的平臺、各級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和期望以及研究團(tuán)隊(duì)的忘我勞動，克服了一切難題，*終取得了成功。
2004年5月24日，“全氟離子交換膜材料研究”項(xiàng)目被國家列為“863計(jì)劃”重大項(xiàng)目；2005年9月8日，山東省人民政府召開東岳集團(tuán)離子膜項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)場辦公會，離子膜項(xiàng)目被列為舉全省之力支持的山東省高新技術(shù)一號工程；2006年3月19日，東岳離子膜研究項(xiàng)目順利通過國家“863計(jì)劃”驗(yàn)收；2006年12月18日，“全氟離子膜工程技術(shù)研究”被列為國家“十一五”科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目。
2009年9月22日2:54，1.35米寬的全氟離子膜成功下線，一舉打破國外壟斷，中國成為全球第三個(gè)掌握這一技術(shù)的國家，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，氯堿工業(yè)有了“中國心”。
全氟離子膜的研發(fā)工作受到了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度關(guān)注，胡錦濤總書記、溫家寶總理等國家領(lǐng)導(dǎo)人親臨全氟離子膜研發(fā)和生產(chǎn)基地現(xiàn)場視察指導(dǎo)，詳細(xì)聽取了張永明教授的匯報(bào)，高度評價(jià)了離子膜研發(fā)方面取得的成績。胡錦濤在視察后的講話中說：“你們在這個(gè)領(lǐng)域?yàn)槲覀儑姨钛a(bǔ)了空白，打破了國外技術(shù)壟斷。通過實(shí)踐，你們也體會到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的體制，有利于科技領(lǐng)域的突破?！?BR> 張永明教授深有感觸地說：“搞科學(xué)研究，就是要做好吃苦的準(zhǔn)備，不吃苦就出不了成果?！睆?006年承擔(dān)國家“十一五”科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“全氟離子交換膜工程技術(shù)研究”至今，張永明一直兢兢業(yè)業(yè)奮斗在第一線，從東岳到全國各地甚至國外，通過不斷地交流與研習(xí)，努力掌握當(dāng)前世界*先進(jìn)的信息技術(shù)。
支撐新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
氯堿工業(yè)用全氟離子膜的研發(fā)成功，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，擺脫了美國和日本的長期壟斷，為我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，而且對于推動我國民族產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新具有重要意義，也為探索產(chǎn)學(xué)研合作的有效模式，提供了有益經(jīng)驗(yàn)。
2006年，團(tuán)隊(duì)圓滿完成了“十五”國家863計(jì)劃“全氟離子交換膜材料研究”的全部任務(wù)，取得了一系列核心技術(shù)突破，到2010年，圓滿完成了“十一五”國家支撐計(jì)劃“全氟離子膜工程技術(shù)研究”全部任務(wù)，幅寬1.35米寬的通用尺寸的國產(chǎn)氯堿工業(yè)離子膜全套生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。2010年5月14日，東岳氯堿離子膜已在中化集團(tuán)滄州大化黃驊氯堿廠工業(yè)氯堿生產(chǎn)裝置上一次性送電成功。2010年“七一”到來之前，上海交通大學(xué)與東岳集團(tuán)校企聯(lián)合研發(fā)的離子膜在東岳公司萬噸氯堿裝置上應(yīng)用成功，李克強(qiáng)副總理致電祝賀。標(biāo)志著氯堿用離子膜已完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
中國氯堿全氟離子膜性能媲美國外同類著名產(chǎn)品，運(yùn)行兩年后電流效率仍然在95%以上，現(xiàn)已進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用推廣階段。基于國產(chǎn)全氟離子膜的成功應(yīng)用，國家發(fā)改委于2011年第九號令中決定，在“十二五”期間用先進(jìn)的離子膜技術(shù)淘汰我國仍保留的部分落后石棉隔膜氯堿產(chǎn)能，屆時(shí)每年將節(jié)省50億度電、160萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤、減排CO2600萬噸，節(jié)省100多億元的電廠投資。保留這部分產(chǎn)能的原因是為防止一旦全氟離子膜進(jìn)口受阻時(shí)，我國能夠有部分應(yīng)急能力。
作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)軍人物張永明教授，擁有授權(quán)發(fā)明專利100多項(xiàng)，發(fā)表SCI論文60多篇，獲得多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。2010年被中華全國總工會評為全國勞動模范，是2012年度何梁何利獲獎(jiǎng)優(yōu)秀科學(xué)家代表。
全氟離子膜具有廣泛用途，它不僅是我國重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——氯堿工業(yè)的核心材料，支撐我國大多數(shù)行業(yè)的安全運(yùn)行和健康發(fā)展，更是新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)——燃料電池汽車發(fā)動機(jī)的核心部件、以及能源領(lǐng)域核心材料，張永明教授在這些領(lǐng)域的的研究走在了世界的前列。
張永明表示，今后的路還很長，將發(fā)揚(yáng)勞模精神，為我國的科技創(chuàng)新再立新功。