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邢华斌: “不同寻常”的科研之路 开辟化工分离新通路

 

邢华斌与科研团队(浙江大学供图)
 
    省自然科学基金,被不少科研人员视为科研起步的第一桶金,对于我省杰出青年项目主持人、浙江大学化工学院教授邢华斌而言亦是如此。在他看来,省自然科学基金的资助好比是把钱转变为技术储备的过程,而将基础研究项目成果产业化,则被他视作把技术储备转变为生产力的过程。

自迈上科研之路以来,邢华斌专注于离子液体及相关材料研究,并得益于省自然科学基金的资助,他将相关的基础研究成果进行了后续研究并成功实现了产业化。从最为基础的技术入手,邢华斌用不同寻常的科研之路,开辟了化工分离、绿色制药崭新的实现通路。

基础研究后续研发

突破乙烯乙炔高效分离世界性难题

乙烯是大宗化工原料,其生产的技术水平和规模标志着一个国家石油化学工业的发展水平。同时,随着人类社会的能源和资源越来越依赖于天然气、页岩气和乙烯等气体,这对高效节能的气体分离技术提出了迫切需求。

有数据显示,作为目前人类制造的最大量的有机化学品,全球乙烯的产量已经达到了惊人的1.6亿吨/年,但受困于气体分离过程中普遍存在选择性和容量难以兼具的现象(trade-off效应),使得工业界往往以高昂的设备投资和巨大的能量消耗作为代价,来实现高纯气体制备。这个能量消耗有多大呢?工业生产线上百万吨级的乙烯装置约要消耗85万吨标准煤。

不过,在浙江省自然科学基金委支持的基础研究项目基础上,邢华斌课题组联合六国科研人员首次提出了用离子杂化多孔材料吸附分离乙炔和乙烯的方法,突破了气体分离选择性和容量之间的trade-off效应,实现了乙炔乙烯的高效分离。

通过离子杂化多孔材料吸附方法,课题组首次发现每四个乙炔分子可以手拉手形成团簇,使得材料能够装下更多的乙炔分子,自然吸附量容量也是目前已知最佳材料的5.7倍。邢华斌告诉记者,相关方法还可用于二氧化硫、硫化氢吸附等。

 
离子杂化材料与乙炔相关作用 

走不一样的路

实现去氢胆固醇全球首次大规模生产

做科研,要走别人不走的道路。这句话常常被邢华斌提及,因为在他看来,做科研不能跟在别人的脚步后面,而是要寻找新的方法和技术,最终另辟蹊径。

当前天然活性同系物的分离主要依赖高成本的色谱分离技术。深谙其道的邢华斌,将目光瞄向了低成本的液液萃取技术,这个在化学工程中最为基础的技术,往往会被人们忽视其蕴藏着的重大价值。功夫不负有心人,通过分子设计创新萃取剂,萃取技术中藏着的巨大价值,被邢华斌及其课题组挖掘了出来,在国际上率先开展了离子液体选择性萃取分离天然活性同系物的研究,并实现了去氢胆固醇在全球首次大规模生产以及注射级磷脂酰胆碱的国产化生产。

依托基础研究项目离子液体-分子溶剂液液两相体系的界面结构及传递特性,针对去氢胆固醇的制备过程,邢华斌作为主要完成人之一和课题组大胆的尝试了使用萃取方法并通过设计高选择性的液-液体萃取两相体系加以分离,制备获得了高纯度的去氢胆固醇,并在浙江东阳实现了大规模产业化。

通过萃取技术,我们不仅实现了从胆固醇生产废料中提取去氧胆固醇,同时也让生产成本进一步降低。邢华斌告诉记者,作为维生素D3的主要产物,胆固醇和去氢胆固醇在全球拥有巨大的市场规模。新产品的上市、生产成本的降低,让企业尝到了科研成果产业化的甜头

同样利用萃取技术,课题组还实现了磷脂酰胆碱的高纯度制备,并在江苏建立了我国首条也是目前唯一的一条50/年的注射级高纯度磷脂酰胆碱生产线。在科研过程中,邢华斌带领课题组围绕萃取技术深度开发,利用液-液萃取技术实现了高纯度磷脂酰胆碱的国产化。

邢华斌认为,我省的天然药物、精细化工基础较为完备,但是多数医药化工企业依旧停留在高损耗、高污染、低附加值的化工、医药中间体原料的生产阶段,亟需发展绿色高效的化工技术,同时开发高附加值的产品。离子液体作为新型的分离和反应介质,在天然产物分离、低碳烃分离和两相催化等显示了潜在的应用的前景。

 

(转载自浙江在线《科技即时报》栏目记者 张吉;通讯员 闻正顺)

发布时间:2017-09-21 阅读数:2921

 

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