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蒋光明:让低碳技术研发跑出加速度

重庆科技报
原创
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蒋光明,1987年出生于浙江绍兴,中共党员,博士,研究员,特聘教授,重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心副主任,重庆市青年科技领军人才协会会员,入选重庆英才创新领军计划,重庆特支计划青年拔尖人才计划。主要从事环境污染控制和绿色降碳方面的基础理论和应用技术开发,主持国家自然科学青年基金、面上基金,重庆市自然科学基金,留学归国人员创新创业基金等10余项,在国内外等多家期刊发表论文80余篇,其中包括ACS Catal.和ACS ES&T Water封面论文各1篇,科研成果获2020年教育部自然科学二等奖、2021年重庆市自然科学二等奖。


我国提出,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。“双碳”战略的提出,给我国的环保产业带来了诸多的机遇与挑战。

“低碳技术的研发是国家‘十四五’期间的重点工作之一,不断探索完善低碳技术的理论依据,让低碳技术研发跑出加速度。”近日,重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心副主任蒋光明在接受采访时表示,想要从根本上推动“双碳”目标的达成,低碳技术攻关是关键。

近年来,蒋光明带领科研团队致力于环境污染控制和绿色降碳方面的基础研究、应用技术开发,多项科研成果问世并进入应用领域。

蒋光明(右上)指导学生进行实验。(受访者供图)

从小钟爱化学专业

蒋光明在中学时期非常喜欢化学,经常利用课余时间去了解不同元素和物质的性质和特征。他最期待的就是实验课,在动手操作探寻规律的过程中,他感到充实而满足。这强烈的求知欲也慢慢地将他引向了科学探索的道路。

“高中时,我毫不犹豫地参加了化学竞赛的培训,这也让我了解到化学在生活中有着广泛的应用,其中一个方面就是环境科学。”蒋光明说,当时“绿水青山就是金山银山”的论断被提出,环保的概念进一步得到重视,即便如此,环境工程在那时也属于冷门专业。凭借着一腔热血,他还是坚定地选择了自己喜欢的专业。

蒋光明在浙江大学环境与资源学院完成了本科和博士期间的环境工程专业的学习,后来又到美国常春藤院校Brown University化学系完成了联合培养博士项目。

“学习的过程让我明白了兴趣的重要性。兴趣就像一盏灯,在我迷茫时照亮我前行的路。”蒋光明说,学习的过程是艰辛的,而兴趣就是一台发动机,在他疲惫时推动他继续向前。“而今回想起来,我为当初的选择感到高兴。”

致力低碳技术研究

长期以来,蒋光明围绕环境中的新污染物管控和废油资源化开展基于“活性氢”的低碳技术研究。

蒋光明介绍,新污染物是“十四五”重点管控污染物,是指排放到环境中具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征,对生态环境或人体健康存在较大风险的污染物,包括持久性有机污染物、抗生素、内分泌干扰物、微塑料等。

“我们团队开发的电化学技术可以将污水作为氢源,原位产生活性氢,从而高活性、高选择性地处理含氯持久性有机物(氯烷烃、氯苯、氯苯酚等)以及抗生素(氟苯尼考等),有效降低污染物毒性,增加污水可生化性,提高后期废水生化处理效率。”蒋光明介绍,与其他的污水治理技术相比,电化学技术有着诸多优势。

传统的污水治理技术主要为氧化降解技术,它的原理是通过氧化剂与污染物间的相互作用实现电子转移,它们的反应速率由自身的化学性质决定,因此在降解的过程中难以控制和调节。

蒋光明团队所研究开发的电化学技术用电源代替了化学药剂的作用,可以通过调节电压等属性来控制反应的速率等。此外,传统技术中使用的药剂通常是一次性的,而电化学技术中使用的电极在理论上不会损耗,可重复使用。

电化学技术不需外加药剂、无毒副产物等优点,符合“双碳”战略倡导的绿色、环保、低碳的生活方式,有助于“双碳”目标的实现。

用行动打破质疑

在研究的过程中,蒋光明也经历过低谷,受到了不少的质疑。

“电化学技术在污水治理中的优点是显著的,但也依然存在一定的局限——成本较高,这是电化学技术尚未被大力推广的主要原因。”蒋光明坦言,电化学技术仍处于起步阶段,随着未来对水体质量的要求越来越高,电化学技术的优势会更加显著。

对于如今电化学技术存在的成本较高的问题,蒋光明团队将目光投向污染物资源回收上。通过电化学技术在污水治理过程中提取的可以用资源,用“变废为宝”的方式提高该技术产生的效益,以此来抵消部分成本。

“比如,我们在降解污染物的同时,将水体中存在的硝酸盐通过电化学技术转变为可以利用的肥料,以此来降低成本,提高收益。”蒋光明进一步解释。目前,从实际运用来看,电化学技术的综合效益比较理想。

科研与教学并行

废油是一种常见的污染物,同时也是一种具有较高附加值的资源,需要妥善处理。

2007年10月,教育部批准设立重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,2013年10月通过教育部验收,该中心是本领域目前唯一的全国性研究平台。

蒋光明作为该中心的副主任,分管中心的学科建设、硕士生招生和培养、国内合作发展、实验室建设和运行等工作。他带领课题组积极探索高效、低碳的废油净化技术,力求把废油提纯恢复其原有理化性质。

经过近8年的努力,蒋光明所在的课题组系统地建立了基于活性氢的污染物处理理论体系,首次提出了基于活性氢电信号的识别和定量分析方法,以及相应活性氢产量和利用率调控的策略方法,并在新污染物处理实践中得到论证,其科研成果获得2021年重庆市自然科学二等奖。

“科研是一种快乐,教育学生也是一种快乐。”蒋光明说。

除了带领团队搞科研,蒋光明还非常重视发现学生天赋,培养学生科研的兴趣,让他们走上科研之路。

“了解学生非常重要,这决定着我们应该如何培养他们。”蒋光明说,对于科研兴致不高的学生,他会通过举例各种现实应用来激发学生的科研热情;对于那些兴趣高的学生,他会给予鼓励,明确他们的发展方向。

在他的精心培养下,目前有9名硕士研究生毕业后前往中国科学院生态环境研究中心和北京师范大学、南开大学、同济大学等高校攻读博士学位。先后有多名学生获第十二届“挑战杯”中国大学生创业计划重庆赛区金奖和全国赛铜奖,第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛重庆赛区特等奖。(见习记者 刘峰汛)

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贡士级
2023-11-26