产业技术研究院

Industrial Technology Research Institute

产业技术研究院

Industrial Technology Research Institute

磷科学与工程技术研究中心

平台简介:

       2012年2月,赵玉芬院士主持的中科院院士咨询报告 ——《磷科技发展关键问题与对策》咨询报告在院士咨询委员会和全体院士大会上进行了汇报,得到院士们的高度关注和集体认同。国务院总理温家宝、国务委员刘延东特别将报告批转给了国家科技部、工信部和发改委进行参考和研究,科学院院长白春礼向赵玉芬院士等表示了热烈祝贺,并希望继续推动相关建议的实施。
       为推动设立“国家磷科学与工程技术研究中心”及“磷高科技与新兴产业”重大专项等多项建议的落实,2012年5月厦门大学批准成立了“磷科学与工程技术研究中心”。中心以现有企业合作平台和产业研究院新建平台为依托,以项目为中心,突破人事限制,创新体制、机制,在关键技术、关键环节、关键领域进行团队重点攻关,以磷资源合理开发与高效利用及系统工程研究与产业化示范为重点,将现有研究成果首先在节能减排、磷资源保护性开采、磷产品结构调整,新型缓控释肥料、除草剂、材料、环境、磷产业循环经济与创新的高效节能装备结合,进行工艺包开发。利用取得的几项重大成果,在磷资源的合理利用,高效节能成套装备开发,三废治理特别是雾霾治理方面建立示范工程,进行成套装备的大力推广。

 

重要支撑与合作单位


 

负责人简介:

       尹应武,1997年-1998年先后破格评聘为清华大学研究员、博士生导师,2010年特聘为厦门大学教授、闽江学者,师从赵玉芬院士,在生命化学、磷化学与化工、动态研究方法的建立、工业诊断和现代仪器定量分析方法的建立方面有重要科学贡献。在生命起源、农药、医药、植物全价开发、生物基产业链构建及产业化方面成果丰硕。作为第一技术贡献者和项目负责人十年来主持植物体全价利用、清洁制浆、缓控释肥、生物基磺化新工艺等的研发,模拟“龙卷风”技术及应用推广获得了近亿元的横向投资和纵向支持。作为咨询专家和秘书先后三次参与调研和整理中国科学院院士咨询评议项目:《我国磷科技发展关键问题与对策》、《我国化肥使用中存在的问题与对策》、《建立绿色肥料保障体系的关键科学问题》。作为会议特邀嘉宾在“建立绿色肥料保障体系的关键科学问题”的香山会议上进行了报告。三年来尹应武在农药、氢氰酸化工及靛蓝染料等诸多化工清洁生产和烟道气“近零排放”等技术创新和产业转化中做出了多项影响行业、达到国际先进水平的产业化成果。创办的以“企业医院、技术银行”为独特定位的北京紫光英力化工技术有限公司,持续二十年深耕于医药、农药、肥料、染料、“三废”资源化、生物基及纳米新材料、高效节能装备等多个行业并颇具影响。
       发表论文百余篇,申报专利超百项,获得授权专利61项。指导毕业的硕士、博士、博士后已超过50名。荣获全国(十大)青年化学奖、多次获国家、省部级科技进步奖,第三届全国(百名)优秀科技工作者奖、北京市十大优秀青年企业家金奖、2009年获得中国工程院院士候选人提名、入选福建省首批“百人计划”,入选科技部/教育部科技评审专家。

 

主要技术成果:

水溶性生物基大分子磺酸盐技术转化及系列产品开发生产及应用示范之一

       深入研究甘氨酸钙盐法制备球霰石型碳酸钙工艺,得到稳定的球霰石型碳酸钙产品;解释了球霰石型碳酸钙的形成机理,证明了甘氨酸在球霰石型碳酸钙形成过程中起着关键作用。研究结果有利于拓展球霰石型碳酸钙的工业化生产。

       研究了利用可溶性生物大分子腐植酸钠(HA-Na)、纤维素磺酸盐(CS)、羧甲基壳聚糖磺酸盐(CCS)、乳液对单一晶形碳酸钙进行改性,即制备无机-有机杂化材料。研究结果表明可溶性生物大分子可以促进碳酸钙的分散,提高产品的均一性和规整度,减少其再团聚,而对碳酸钙的晶形没有影响,制备的无机-有机杂化材料具有更好的疏水性能,有利于提高其在亲油疏水体系中的应用价值。
       在重庆长寿化工建成了中试装置,在龙岩丰源钙业建成万吨级纳米碳酸钙的生产线。利用新工艺路线稳定生产20nm左右的纳米碳酸钙或纳米硫酸钙及其改性产品。新工艺具有条件温和、操作稳定、生产安全、投资少、易于工业化、环境友好的特点,开创了环境效益突出,产品品质好、收率高、成本低、废物高效利用的先进工艺路线。相关技术已获2项发明专利,新申报发明专利3项。
       产品颗粒均匀,平均粒径可控制在5~80nm,可生产纳米碳酸钙或硫酸钙晶体。纳米碳酸钙膏体具有很好的储存稳定性,不结块,可直接作为商品销售给涂料和造纸企业;粉体产品纯度大于98%,白度高于96,优于HG/T2776-2010所要求的94%的质量标准。粉体产品极易分散,可大比例添加,在塑料、涂料、沥青、粘结剂、橡胶及氯丁橡胶等产品的应用中表现出了优异的增強增韧等性能。
 

 

水溶性生物基大分子磺酸盐技术转化及系列产品开发生产及应用示范之二

       首创各种生物质原料在温和条件下直接磺化和中和生产稳定水溶性生物基高分子硫(磺)酸盐的新工艺;利用通过富含营养物及高分子量木质素钾与腐植酸、生物基磺酸反应沉淀,开创了直接用粉体造粒在不断形成腐植酸钾与木质素的复合膜过程中一步简单生产出缓/控释肥料的新工艺,开辟了用生物质资源及无机缓溶物等作为氮、磷、钾等多元营养成分控释膜材料及营养成分的缓/控释肥料生产新途径,可破解包膜及地膜材料的污染难题。
       创制了养分全面、质优价廉的具有高效缓/控释特性的液体肥、颗粒肥、构型肥及生物基(纸)膜肥,拓展了物理成膜,化学络合与离子交换,木质素、生物基盐硝化抑制及稳定等缓/控释肥的内涵与外延,开发具有保水保肥、保湿控温、固沙控盐、自然降解及土壤生态恢复等多重功能的系列肥料。利用“三废”资源通过创新技术、装备、工艺和产品形式,多年的大田及大棚栽培试验证明这二类生物基水溶性有机-无机复合肥的“减量增产提质”效果都非常显著。
       利用独创工艺打造生物基产业链,大规模、低成本生产绿色材料、肥料、原料等系列新产品。可“多联产”生物营养液、本色浆、生活用纸、包装纸、无甲醛纤维板、沥青改性剂、水泥减水剂、多功能构型肥等可就地消纳的系列绿色产品与技术。
       独创了全价利用竹子、秸杆及加工剩余物等生物质及营养矿物质资源生产水溶性生物高分子磺酸盐的新工艺。
       利用独创工艺打造生物基产业链,大规模、低成本生产绿色材料、肥料、原料等系列新产品。“多联产”生物营养液、本色浆、生活用纸、包装纸、无甲醛纤维板、沥青改性剂、水泥减水剂、多功能构型肥等可就地消纳的系列绿色产品与技术。
       水溶性生物基高分子材料可生产“构型肥”,具有粘结、保水、保肥和低成本优势。生物基磺酸铵具有多种功能,其保水效果可达到通用高效保水剂聚丙烯酰胺的一半,生产成本仅为其十分之一,同时表现了很好沙漠结皮保水、降低盐碱影响和保肥性能。新型“构型肥”形成的“面”托水保肥效果明显优于混施于土壤中的保水保肥效果。  
       开发成功绿色生物基地膜。结合生物基磺酸盐与制浆工艺开发了可覆盖地表可降解的低成本地膜及地膜肥,发现了其调温、调湿、补肥和覆盖杂草等多种比塑料薄膜更好的功能,为“减肥增产、减药减害和减膜减污”开辟了新路,并对于破解偏施无机肥导致养分失调、土壤退化等难题,推动生态恢复和生态产业发展具有重大开发价值。

 

应用展示:

     (1)生物基水溶性有机肥在宁夏大学贺兰产业园设施大棚中进行了辣椒、黄瓜、番茄的生长评价试验,试验结果显示以上作物分别增产34%、21%、5%;乌兰布和沙产业园施用生物基水溶性有机肥葡萄增产38%,品质提升明显。

乌兰布和沙产业园施用生物基水溶性有机肥葡萄增产38%

 

     (2)生物基盐碱地改良专用肥是独创工艺开发的桔杆为原料的纤维素及半纤维素硫酸单酯及木质素磺酸盐与化肥的复配水剂,可发挥缓控释、保水保肥及离子交换作用,降低游离盐浓度,暂时束缚盐份,为植物及微生物创造可生长的环境,顺利度过苗期及敏感期。
       产品原料来源充足,生产成本低廉,有利于技术普及与推广,经济效益、环保效益、生态效益显著。试验分别在阿拉善盟上滩水浇地和巴彦树贵河滩地、巴彦淖尔乌拉特后旗、宁夏自治区分别开展了玉米、葵花、水稻试验。
       内蒙古巴彦穆仁及巴彦淖尓乌拉特后旗政府相继召开了《生物基盐碱地改良专用肥葵花种植试验总结会》与《生物基盐碱地改良专用肥葵花种植试验现场观摩会》,厦门大学、紫光英力联合长寿化工等多家单位开发的水溶性生物基盐碱地改良专用肥对11亩中度盐碱地增产效果显著,受到当地农民、专业植户和肥料经销商的高度评价,仅喷施一次(折固量40公斤/亩,成本150元/亩以下)增产60%以上。盐碱地上的玉米增产8.0%,水稻增产6.95%。

 

 

内蒙古巴彦树贵河滩地盐碱地改良试验—增产60%,可减少化肥50%

 

     (3)、开发成功具有很强固沙保水能力的生态肥料
       生物基磺酸盐具有的全水溶、全元营养、高分子胶黏性和保水性、悬浮稳定性、成膜性、阴离子及离子交換特性等一系列优异的性能,在沙漠上喷施可形成结皮,发挥很好的保水保肥、节水节肥、促进植物生长,提高沙子团粒结构、完全降解成肥、促进微生物显著生长的多重功能,开辟了沙漠生态恢复的经济可持续新途径。
      乌兰布和沙漠,中国八大沙漠之一,面积0.99万平方公里,年平均降水量仅102毫米,这里就是生物基固沙试验示范基地。项目由宁夏大学、厦门大学、北京紫光英力公司共同完成,经过一年的试验,20亩试验区域取得了系列成果。


试验基地现场航拍画面,改造前后沙漠变绿洲

作物根系发达                      牧草种植区产量高达4-8吨/亩

 

       (4) 基于生物基水溶性高分子含有羟基、氨基、羧基、酰胺基团等水溶性基团及大的分子量所具有很强的分子内和分子间形成氢键和离子键能力表现的粘结性能;开展了无甲醛生物基胶粘剂及纤维板等建材的研发,已经开发成功了性价比,耐水性和粘结强度均好于脲醛树脂或酚醛树脂的无甲醛粘结剂。
 

无甲醛生物基系列胶粘剂展示

二元生物胶粘接性能