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工业陶瓷 |
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自主创新使得我国陶瓷膜技术后来居上 |
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2007-3-25
佳工机电网
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陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚，但上世纪80年代发达国家已在广泛应用时，我国在此领域却还是一片空白。十几年过去了，依靠自主创新，我国陶瓷膜技术从无到有，不仅打破了国外的封锁与垄断，还达到了国际领先水平。
膜是一种高分子化学材料，它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔，既有分离、浓缩、净化和脱盐功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域，用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性，其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。
而在上世纪80年代，陶瓷膜在美国等发达国家广泛应用时，我国在这一领域几乎是一片空白。直到1989年底，南京工业大学徐南平博士才开始了在陶瓷膜领域的艰难探索。时至今日，我国在陶瓷膜领域不仅打破了国外的封锁与垄断，而且依靠自主创新达到了国际先进水平。
陶瓷膜——膜技术中的翘楚膜分离被认为是一种高效节能的新型分离技术，是解决当代人类面临的能源、资源、环境等重大问题的有效手段。有资料显示，目前，全球膜及其装备的年销售量超过100亿美元，年增长率在20％左右。甚至有专家预言，本世纪膜技术以及膜技术与其他技术的集成技术将在很大程度上取代目前采用的传统分离技术，达到节能降耗、提高产品质量的目的，极大地推动人类科学技术的进步，促进社会可持续发展。膜技术的应用将涉及化学工业、石油与石油化工、生物化工、食品、电子、医药等行业，以膜技术为核心开发的净化水和净水设备将深入到千家万户。
业内人士认为，与传统的分离技术相比，膜技术具有高效率、低能耗、过程简单、操作方便、不污染环境等突出优点适合现代工业对节能和消除环境污染的需要。“而陶瓷膜具有优秀的材料性能，它耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高温高压、再生能力强、分离效率高，自上世纪80年代进入民用领域以来，引起各行业的高度重视，发展速度很快，现已在化工、石油化工、食品、环境、生物等领域获得了成功的应用，成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。”南京工业大学膜科学研究所有关负责人在接受中国知识产权报记者采访时表示。
徐南平填补我国陶瓷膜技术空白其实，早在上世纪40年代，美国科学家就掌握了陶瓷膜技术，但那时这种技术只用于高端领域，属于国家机密。1989年底，南京工业大学膜科学技术研究所年轻的教师徐南平博士瞄准国内这一空白领域，毅然决然地做了我国陶瓷膜技术产业化的探索者。他从零开始，艰苦创业，开展了陶瓷膜工业生产、人才培养、行业标准制定和推广应用工作。经过十几年的努力，终于在我国形成了能够与国际先进技术相竞争的陶瓷膜新产业，将我国膜应用领域拓展至高温、高压和耐腐蚀环境，一举打破了国外的技术封锁，填补了我国在这一领域的空白。
如今，徐南平主持的南京工业大学膜科学技术研究所，已成为国际无机膜学术界极为关注的高水平实验室之一。目前他们自主开发的陶瓷膜装备能够在化学反应存在的极端环境，实现无清洗状况下3个月以上的连续稳定运行，这被认为是我国陶瓷膜装备能够在连续化大工业中应用的保证。这些研究成果先后获得江苏省科技进步一等奖、全国化工行业技术发明一等奖，2005年国家技术发明二等奖。
据上述负责人介绍，徐南平开发的陶瓷膜在化工、纳米材料、中药制备等领域的应用技术均为首创，拥有知识产权。其中，专用氧化锆陶瓷膜解决了陶瓷膜处理轧钢乳化油废水通量稳定性的关键问题，获得了中国膜工业科技进步一等奖。这项应用技术使新工艺的综合成本降至进口膜装置的1／3，并已在我国钢铁行业的十几家大型企业建立了近30个工程，产品销售额就过亿元。
2001年10月底，由徐南平领导的南京工业大学膜科学技术研究所启动了“面向中药制备过程的陶瓷膜材料的设计与过程集成的研究”的863课题。该项目以中药生产过程为技术开发实施对象，用陶瓷膜过滤过程取代传统的醇沉工艺，建成每年5000吨中药提取液的陶瓷膜中药制备新工艺和配套工业装备，将陶瓷膜这一新材料用于中药制备的技术改造，推动行业科技进步和提高综合效益。
陶瓷膜技术产业化方兴未艾
和技术的突破同样令人振奋的是，南京工业大学开发的陶瓷膜技术正在大规模工业应用。“工科的研究如果仅仅停留在理论和实验室，就没有存在的意义，我们必须着眼于给国家创造经济效益和社会效益。”徐南平曾表示。也正是在这一理念的指导下，陶瓷膜技术带动了一个产业，不仅产生了显著的社会效益和经济效益，还培养出了一批陶瓷膜研发、工程技术和管理人才，在中国形成了陶瓷膜的新产业。
目前，已有百余套陶瓷膜装备在工业部门的一系列重要领域成功应用，效益十分显著。江苏久吾高科技发展有限公司和南京京九思高科技有限公司资产分别增值20、30多倍。他们所开发的陶瓷膜产品占国内市场的2／3以上，具有很强的国际竞争力，在多个国际招标项目中赢得成功，使陶瓷膜成为我国为数不多的具有国际竞争能力的重要膜品种，取得了数亿元的综合经济效益和良好的社会效益。
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