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高从堦:“膜”上创新永无止境
日期:2018-04-13 文章来源:浙江省科技厅 字号:[ ]

  五十年,倾注了毕生的时间和精力,投身于我国膜技术的创新与发展,成为国内海水淡化第一人。发表论文和报告400多篇,合译专业书刊1册,合著专业书刊5册,为国家和社会输送了一大批膜技术的创新创业人才,组建省级科技创新团队两支……对浙江工业大学研究员、中国工程院院士高从堦来说,创新永无止境,创新就是生命线。
  膜是起到一种分离作用的功能薄层。高从堦研究的“膜技术”已被广泛应用于水处理,例如海水变成淡水,把饮用水做到符合国家饮用水标准的106项指标。据了解,全世界海水淡化日产量约9956万立方米,解决了2亿多人口的供水和区域发展问题。而世界海水淡化工程额约100亿美元/年。
  高性能膜材料一直是世界各国的重点发展对象,是解决水资源、能源、环境问题和传统产业技术升级的战略性新材料,膜技术是支撑环境污染治理(特别是水的循环再用和零排放)、节能减排、民生保障的共性技术之一。
  师从中国膜技术奠基人之一的闵学颐教授,使高从堦对膜科技产生了极大的兴趣。“我很感激老师,没有他指路,我就不会走在这条路上。我认为教育最重要的方面,是老师要为学生指出前进方向。”1965年,高从锴被分配到青岛的国家海洋局第一海洋研究所海洋化学研究室工作,两年后国家科委坚持组织海水淡化会战,高从堦当时的任务是用3年时间,研制出性能优异的反渗透膜,并制作一台小型的反渗透海水淡化的样机,实现直接从海水制取淡水。
  高从堦在老教授的指导下,从事反渗透膜的制备到膜性能测试等各种工作。经一年多的努力,他们不仅成功研制了高性能的醋酸纤维膜,而且完成了反渗透脱盐法日产1吨淡水的板式海水淡化器的技术设计、样机制备和在青岛的朝连岛上进行现场运转任务。也从那次后,高从堦的人生就与膜技术紧密连在了一起。
  1970年,全国海水淡化会战主力移师杭州,继续致力于膜技术和海水淡化的研究开发。1974年开始,高从堦作为课题组组长,承担反渗透中空纤维膜的研制项目,经与课题组成员多年的努力,从无到有,解决了原料、配方和工艺条件等一系列关键技术,并在国内最先筹建了整套设施,研制成功可工程应用的反渗透组件,广泛地应用于纯水的制备和苦咸水淡化,迫使国外相关产品降价30%。
  这是高从堦产业孵化的第一项突破,类似这样的创新成果,在高从堦此后的生涯中不断问世。如高从堦与海外华人王道新博士合作,引进关键设备,最先在国内建成反渗透复合膜生产线,实现反渗透膜国产化,打破国外反渗透膜的价格壁垒,使进口膜价格大大降低;在国内最先筹建了第一套日产500吨海水淡化设施,成功研制海水淡化工程应用的反渗透组件,已在浙江海岛等一些工程中应用,如舟山六横日产十万吨海水淡化工程,解决了海岛居民饮用水难问题;与上海染化八厂合作,用卷式纳滤组件在国内最先实现了活性染料的纯化和浓缩的新工艺,提高了活性染料的品质,拓展了活性染料的高档次应用,并得到广泛推广和应用……
  创新是生命线,那么实践则是检验真理的唯一标准。高从堦讲述了他和优先吸附——促进传递模式的创新故事,“其实优先吸附与促进传递这两个概念都是存在的,看资料时偶尔看到,萌生出将两者结合的想法,通过不断地实验,可初步证明该模式在CO2等气体分离、微量物质的高效分离等方面具有指导性意义,也成为了国际首创。”高从堦说着,还兴奋地展示了当时原创的膜分离模式图。
  “创新是生命线,这是老师一直强调的。”从学生到同事,小刘是跟着高从堦做研究最“老”的学生之一,“当时做的863项目,经历了不少挫折,但是我们一直没有放弃,高老师要求我们一定要拿下关键的功能单体。”小刘说,“这个单体买不到,只能自己合成。我们做膜的单体纯度至少要达到95%以上,否则会影响膜的分离性能,我们要求99%以上。当时高老师要求我们第一从合成路线的打通,第二从产品的纯度,第三从收率方面,最后考虑成本,全盘考虑,以达到理想的做膜要求。”小刘回忆,“我们用了整整一年才做出来,每天开三锅,用三光气做原料,由于反应过程有光气产生,因此实验过程非常危险。每天基本都是从早上8时工作到晚上10时,那时候高老师也60多岁了,而且身体状况也不是很好,但一直全程跟随着我们,每次出差回来,立刻就赶到实验室问我们进展如何,是否有困难,然后坐下来与我们交流,寻找解决办法,到最后上中试线再到生产线,整个项目持续了三年,他全程一直盯牢。”
  高从堦还积极参与产学研合作与推广,已成功孵化了一批专业从事膜技术的研究开发、生产制造和工程应用的企业,仅杭州地区数量已达20余家,杭州也由此发展为全国领先的膜产业发展集聚区,膜技术产业年均产值超过30亿元,带动相关产业产值达百亿元。高从堦认为,实现我国膜领域跨越式发展是国家未来的重大需求。如今,高从堦的工作以培养研究生和国内外学术交流、咨询活动为主,他希望把自己的新构思和建议,通过研究生来实现,培养研究生的成长,为国家源源不断地输送新鲜血液。在浙江省工作期间,他还先后组建了海水淡化膜技术应用创新团队和浙江工业大学膜分离与水处理协同创新中心两个重要的省级团队。
  凡是付出,皆有回报。2018年4月11日,高从堦荣获2017年度浙江省科学技术重大贡献奖。

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