“木质活性炭绿色制造与应用关键技术开发”科技成果获得第十届梁希科技进步一等奖

作者: 时间:2019-11-20 点击数:

中国林科院林化所蒋剑春院士团队领衔攻关的“木质活性炭绿色制造与应用关键技术开发”科技成果获得第十届梁希科技进步一等奖。主要完成单位包括中国林业科学研究院林产化学工业研究所,南京林业大学,福建元力活性炭股份有限公司,木林森活性炭江苏有限公司四家公司。

活性炭是一种具有优良理化性质、巨大比表面积和选择性吸附性能的炭材料,广泛应用于军工、食品、冶金、化工、环境保护、制药、生物化工等相关行业,是工业生产和人们生活中不可或缺的理想的吸附材料,已被列入《战略性新兴产业分类(2018)》目录。我国虽然是世界活性炭生产和出口第一大国,但是活性炭绿色制造关键技术和产品性能控制手段不足,仍存在活性炭生产过程消耗高、分级孔结构调控方法缺乏、产品专用性差、以及高端产品仍依赖进口等问题。

本项目针对以上问题,并结合国内外发展趋势和市场需要,通过承担国家科技支撑、自然科学基金、行业专项等国家、部级课题,利用果壳、竹木加工剩余物等原料,创新研究活性炭绿色制造技术中的科学问题和基本理论,独创和突破了系列关键技术:1.创新木质原料梯级反应调控制备大容量储能活性炭关键技术,提出无氧环境下水蒸气梯级活化定向调控介孔结构新方法;2.发明了木质原料热解自活化连续生产高性能颗粒活性炭关键技术。阐明了热解自活化机理,提出了无需外加活化剂热解自活化制备活性炭新方法;3.开发出磷酸法绿色制造关键技术。提出了磷酸法分段控温活化制备低灰分高品质活性炭技术新思路,系统地从原料的组成与结构、加热方法和过程、炭化机制等研究了孔隙结构发展规律。创新集成开发了多段供热、分级控温工程化技术和清洁生产装备,创制出大容量储能活性炭、高效碳基催化剂、VOCs专用活性炭等新产品。

发表论文 157 篇,其中SCI 收录 48 篇;出版著作 2 部;授权发明专利 22 件,实用新型专利 5 件;制定标准 6 项,形成 3 项核心技术,填补 3 项国内空白;成果已成功应用与江苏、上海、福建等十多个省市的活性炭生产企业,建立 15 条生产线,开发了 20 余种新产品,产生了显著的经济效益。

本项目开发出木质活性炭绿色制造与应用关键技术,攻克了制约活性炭清洁生产的“卡脖子”难题,改变了我国传统活性炭制备过程污染大、能耗高的产业现状,显著节能减排,实现了生物质资源高值化绿色加工利用,产生了良好的环境效益。创制的储能活性炭、碳基催化剂、VOCs专用活性炭在新能源、环保、医药、化工等行业广泛应用,打破了此类高端活性炭产品依赖进口的局面,有力支撑了国民经济的高质量发展,项目总体达到国际先进水平。

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