作者:董瑞丰 来源:中国科学报 发布时间:2017/3/23 10:44:34
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纳米技术让凹凸棒石“身价百倍”

 

灭菌除臭,吸附金属离子,放入食品、化妆品用作凝胶……凹凸棒石这种矿物质,名声虽然不显,用途却广泛。在江苏省盱眙县,凹凸棒石储量占了世界已探明总储量的48%。开采价格200元/吨,经过纳米技术处理和产品升级,成品售价最高约合80万元/吨。科技“魔法棒”一挥,石头价值成百倍增。

“凹凸棒石的最大特点是吸附能力强。”中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心主任王爱勤告诉记者,凹凸棒石是一种具有棒状晶体结构的含水富镁的铝硅酸盐矿物,由于内部多孔道,具有很强的吸附能力,被广泛应用于化工、建材、造纸、医药、农业、环保和食品等领域。

自上世纪70年代末在江苏发现矿藏以来,凹凸棒石很快进入工业化生产加工期,不过,直至2010年,一直面临附加值较低、产业链较短的难题,盱眙县凹凸棒石全部产值不足4亿元。

“每吨产品的平均价格当时是1000多元。”王爱勤说,究其原因,一是制约产业发展的关键共性技术没有取得突破,二是缺少凹凸棒石创新研发团队的技术支撑,三是缺少公共测试和服务平台。

丰富的凹凸棒石资源不想被“贱卖”,但如何才能高值利用?2010年6月,中科院和盱眙县政府联合共建了凹土应用技术研发与产业化中心,先后引进中科院兰州化学物理研究所、中科院宁波材料技术与工程研究所、中科院广州能源研究所单位,形成产研共融的创新发展新格局。

王爱勤介绍,天然的凹凸棒石棒晶大多以鸟巢状或柴垛状聚集,不具备纳米材料的特性。多年来,国内外研究者采用高速搅拌、超声、对辊、碾磨和冷冻等传统处理方式对凹凸棒石棒晶束进行了解离研究,但只能做到部分解离,同时会影响凹凸棒石纳米性能的应用。

经过历时5年的研究,科研人员发展了对辊处理—制浆提纯—高压均质—乙醇交换一体化工艺,成功实现棒晶束的高效解离。中科院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心副主任郑茂松说,这标志着制约产业发展多年的关键共性问题取得突破,实现了凹凸棒石从矿物材料到纳米材料的华丽转身。

在此基础上,中心开发了凹凸棒石纳米无机凝胶、凹凸棒石油品高效脱色剂、凹凸棒石催化材料、凹凸棒石绝缘介质浆料等高值化利用产品,并成功实现产业化应用。

郑茂松举例说,一直以来,各种霉菌毒素的危害困扰着畜牧业发展,并且危害人体健康。中心创造性地研发了凹凸棒石玉米赤霉烯酮吸附剂并实现产业化,该项目获批江苏省科技厅2016年度重大成果转化项目,填补了我国高端霉菌毒素吸附剂自主研发和生产领域的空白,打破国外产品在此领域的技术和市场垄断。

“盱眙目前凹凸棒石产品的平均价格为每吨4000多元,价格最高的绝缘材料可达每吨80万元。”王爱勤说。

据悉,中科院南京分院将“政府大力支持,聚焦特色产业;构建创新平台,按需引进资源;突破产业瓶颈,助推转型升级”总结为院地合作的“盱眙模式”。通过构建平台、突破技术、服务产业,已助推盱眙凹凸棒石产值从2010年的不足4亿元增长到2016年的20亿元。(新华社记者董瑞丰)

《中国科学报》 (2017-03-23 第4版 综合)
 
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