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“渣”博士

時間:2024-11-05 01:06:11

我的研究工作就是立足燃煤電廠内部,解決兩類污染問題。一是針對固體廢物粉煤灰,研究其資源化處理處置技術;二是針對燃煤煙氣排放的CO2、SO2和NOx,研究其中的溫室氣體CO2減排技術。

顔楓清華大學環境學院2013級直博生基于上述兩個目标,我首次提出了一種技術(粉煤灰合成有序介孔矽鋁材料及殘渣吸附CO2系列技術):首先從粉煤灰中回收SiO2,再回收Al2O3,最後把殘渣原位用于循環吸附CO2;從而在燃煤電廠内部,實現了粉煤灰的高值資源化處理處置及CO2減排。

說得通俗一點,我就是一個搞“渣”的,雖然我并不“渣”,同時我也是治理霧霾的。

歐盟政策變,博士方向改

2012年9月推研面試時,我曾向老師們許下諾言,“中國環境領域需要一批為科研而執着奮鬥下去的人,而我願意成為其中的一員”。

最初我的課題并不是搞“渣”的,而是研究太陽能産業廢物資源化技術。通俗講,在太陽能電池闆生産過程中,會産生一種污染物,叫做四氯化矽;而每生産1噸多晶矽太陽能電池闆,就會産生18噸的四氯化矽廢物。

四氯化矽極易揮發,1分子的四氯化矽水解後會生成4分子的氯化氫氣體,形成鹽酸酸霧,因此四氯化矽對生态環境和人體健康構成了嚴重的威脅。那時候,我為了做實驗不可避免地會吸入少量四氯化矽,當其在口腔内和唾液反應後,就會形成鹽酸酸霧。因此我常常笑稱自己是吸着鹽酸做科研,而且一次能吸4份!

但,君子一言,驷馬難追。憑着一腔熱血,我終于完成了将四氯化矽廢物資源化技術研究,将其變成了高價值的納米SiO2材料,并建立了示範工程實現連續生産。

正當我得意洋洋之時,遙遠的西方傳來一聲晴天霹靂——歐盟對華征收反傾銷稅!

于是,為了降低生産成本,我國衆廠家對多晶矽生産線進行了工藝改進,SiCl4可回用到生産線中、實現産業内循環利用,因此SiCl4不再是廢物!

我的研究成了“廢物”。

但見粉煤灰,方知責任重

内心崩潰的我該怎麼辦?

奔跑!那兩個月,每天在操場奔跑!

看見苦悶的我,導師積極幫我尋找方向,蔣老師提議:試試粉煤灰資源化相關的技術研究?師兄卻調侃道:“顔楓啊,粉煤灰資源化是個好方向啊,好好幹!我估計發個《中國粉煤灰》(EI)沒啥問題。”

啥?《中國粉煤灰》?說好的SCI呢?一想到未來就要面對一堆“渣”,自己可能也會變成“渣”,我的内心其實是抵觸的。

但是,當去到粉煤灰堆場的那一刻,我被震撼到了。第一次見到漫天飛舞的粉煤灰,我突然感受到了肩上的責任和重擔,于是我決定接下這個方向,并迅速地投入到了粉煤灰資源化技術的研究中。

在和導師探讨後,我們決定将粉煤灰原位用于燃煤電廠的CO2捕集,同時實現燃煤電廠的粉煤灰資源化和CO2減排。傳統CO2吸附技術一般采用CaO材料循環吸附,但是CaO材料在高溫循環過程中不穩定,會迅速失活。因此,我們的思路是先用粉煤灰制備穩定的沸石(矽鋁酸鹽礦石)基體材料,再将活性CaO負載在上面,從而提高CaO的穩定性,同時實現材料對CO2的吸附活性。

但是,當我用了6個月時間,實現了粉煤灰制備沸石并負載CaO時,出事了!我們發現,沸石基體雖然穩定,但是沸石基體和活性CaO會發生反應,導緻CaO失活,因此制備的材料完全不能吸附CO2。

難道前面6個月都白幹了?

心有不甘!

在和導師的探讨中,我們突然想到,穩定的粉煤灰沒有錯,錯的是我們使用的方式。于是為了避免CaO失活、同時提高CaO穩定性,我們将粉煤灰添加量從50%降低到10%,粉煤灰的作用也從基體結構變為了穩定劑。我們的實驗終于成功了,首次在領域内權威期刊上報道了粉煤灰對于CaO基CO2吸附劑的穩定化作用及其機理,實現了粉煤灰的資源化利用及高性能的CaO基CO2吸附劑制備。

四氯化矽極易揮發,1分子的四氯化矽水解後會生成4分子的氯化氫氣體,形成鹽酸酸霧。

若為發論文,何必來讀博

可就在這個時候,我與導師的思路發生了激烈的沖突。導師希望我能圍繞粉煤灰資源化技術繼續開展研究,畢竟10%的添加量并沒有真正解決粉煤灰資源化的問題。而我自己則希望圍繞CO2捕集技術繼續開展工作,畢竟這在當時意味着高水平、高産出的SCI論文。所以那時候我真的很郁悶,甚至很崩潰。

在激烈的沖突面前,我能怎麼辦?我隻能繼續奔跑,那兩個月我繞着校園跑跑停停,思考着未來與人生。

在那段日子裡,導師的一句話點醒了我:“隻為發表論文的研究是脫離實際的,也絕對不是我們應有的追求。”回想2012年的9月,我當初的理想就是希望通過我的研究解決環境問題,既然有這麼嚴重的污染物需要探索其資源化技術,就應該腳踏實地開展研究。

思想涅槃後,我決定重新上路。埋頭苦幹三年後,我終于研發了粉煤灰回收矽鋁元素、制備有序介孔納米矽鋁材料和殘值循環吸附CO2等系列技術,從而在燃煤電廠内部,實現了粉煤灰的高值資源化和CO2的原位減排利用。

責任編輯:鐘鑫
   

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