2018年6月23-25日，“黏土礦物精細加工技術”高級研修班在江蘇盱眙成功舉辦。中國科學院蘭州化學物理研究所甘肅省黏土礦物應用研究重點實驗室主任王愛勤研究員與學員們分享了“黏土礦物的提純技術和高值利用路徑”，深受大家好評。
王愛勤研究員2017年入選“高被引科學家（2017 Highly Cited Researchers）”榜單，是獲得“中國凹土都梁香蘭獎”的第一人，長期致力于環(huán)境材料、礦物材料及納米功能復合材料方面的研究，為此，粉體技術網(wǎng)對王愛勤研究員進行了獨家專訪。
粉體技術網(wǎng)：王老師好，您是國際上發(fā)表凹凸棒石SCI論文最多的作者，同時也落地了很多研究成果，您能介紹一下怎樣才能做到基礎研究與產(chǎn)業(yè)的有效結(jié)合嗎？
王愛勤：習近平總書記說，“廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中”，目前成為越來越多的科研力量追求和踐行的目標。在促進基礎研究與產(chǎn)業(yè)有效結(jié)合方面，我們團隊仍然在路上繼續(xù)探索和實踐中，但堅持需求牽引和著力解決制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸是促進基礎研究與產(chǎn)業(yè)化有效對接的前提。
本世紀初，國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略。治理西部生態(tài)環(huán)境和發(fā)展干旱農(nóng)業(yè)迫切需求高性能保水劑，而市售保水劑不耐鹽堿和重復使用性能不佳。為此，根據(jù)西部土壤和氣候特點，利用甘肅豐富凹凸棒石資源，創(chuàng)新性的開發(fā)了凹凸棒石有機無機復合保水劑，系統(tǒng)開展了不同礦點和各種處理方法凹凸棒石對吸水性能的研究，最終在勝利油田實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，同時在甘肅“讀者林”基地、酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地、高速公路邊坡、蘭州市北山和旱作農(nóng)業(yè)進行了近百萬畝的應用試驗，形成了“產(chǎn)品研發(fā)—產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)—應用示范”的互動發(fā)展模式，達到了資源高值和生態(tài)恢復的雙重目的。在該過程中，我們既開展了應用基礎研究，發(fā)表了近百篇SCI論文，解決了保水劑制備和應用過程中的關鍵科學問題，又申請了數(shù)十件國家發(fā)明專利，與企業(yè)合作解決了產(chǎn)業(yè)化過程中的關鍵工藝問題，生產(chǎn)的保水劑成本降低了30%，而應用性能顯著提升，滿足了實際應用需求。
凹凸棒石棒晶長約1-5 μm，直徑約20-70 nm，是一種天然的一維納米材料。但較強的氫鍵和靜電作用力，使天然凹凸棒石棒晶大多以鳥巢狀或柴垛狀聚集，成為制約凹凸棒石產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵瓶頸因素。多年來，研究者采用高速攪拌、超聲、對輥、碾磨和冷凍等傳統(tǒng)處理方式對凹凸棒石棒晶束進行了解離研究，但傳統(tǒng)方法只能部分解離棒晶束，同時會損傷凹凸棒石晶體固有的長徑比，影響凹凸棒石納米性能的應用。為此，我們利用高壓均質(zhì)技術的空穴效應、碰撞效應和剪切效應，在保持棒晶固有長徑比前提下，實現(xiàn)了凹凸棒石棒晶束的高效解離，達到納米級分散；采用高壓均質(zhì)和溶劑處理結(jié)合工藝，解決了高效分散凹凸棒石棒晶在干燥過程中的二次團聚問題，揭示了不同極性溶劑與凹凸棒石表面的耦合機制及其防止棒晶二次團聚的作用機理，解決了凹凸棒石納米化的關鍵科學和技術問題，與企業(yè)合作實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)了從礦物材料到納米材料的應用。
多年來，我們團隊的研究始終以應用需求為導向。為了密切產(chǎn)學研合作，在資源所在地江蘇盱眙建立了研發(fā)中心，企業(yè)的現(xiàn)實需求就是我們的研發(fā)方向。通過與企業(yè)合作，開發(fā)的凹凸棒石無機凝膠、霉菌毒素吸附劑和棕櫚油脫色劑等產(chǎn)品已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。目前，我們正在開發(fā)凹凸棒石有機/無機雜化抗菌劑，希望通過礦物功能材料的研發(fā)替代抗生素，為我國實現(xiàn)無抗養(yǎng)殖做出努力。
粉體技術網(wǎng)：您曾掛職江蘇盱眙縣科技副縣長、擔任江蘇省凹凸棒石產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長和中國科學院盱眙凹土應用技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心主任，促進了江蘇盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，可以分享一下盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗嗎？
王愛勤：凹凸棒石在我國資源儲量位居全球第一，主要分布在江蘇、安徽、甘肅和河南等省。其中，江蘇盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30余年的發(fā)展，在國內(nèi)已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)集群，目前盱眙有凹凸棒石加工企業(yè)50余家。從研發(fā)的角度，已從8年前的“跟跑”實現(xiàn)了納米礦物材料的“并行”，從資源高值利用的角度，已實現(xiàn)從礦物材料到納米材料的華麗轉(zhuǎn)身。主要做法是“政府大力支持，聚焦特色產(chǎn)業(yè)；構(gòu)建創(chuàng)新平臺，按需引進團隊；突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，助推轉(zhuǎn)型升級”。該做法近期被中科院總結(jié)為十大院地合作模式之一。
2010年，盱眙凹凸棒石產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值不到4億元，地方政府認識到一個產(chǎn)業(yè)能否快速健康發(fā)展，關鍵取決于技術創(chuàng)新。為此，盱眙縣人民政府高度重視技術創(chuàng)新，邀請我掛職科技副縣長，籌建了“中國科學院盱眙凹土應用技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心”。盱眙縣政府每年拿出200萬元設立開放課題，由中心根據(jù)企業(yè)需求來確定研究課題。作為中心主任，我們堅持“聚集人才、突破技術、驅(qū)動產(chǎn)業(yè)”為宗旨，先后引進中國科學院蘭州化學物理研究所等6個團隊入駐中心，通過“整體布局、資源共享、優(yōu)勢互補、錯位發(fā)展”的協(xié)同創(chuàng)新機制，初步打造了江蘇凹凸棒石產(chǎn)業(yè)高值利用產(chǎn)學研共同體，2017年產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達到20億元。目前，已建成應用研究、高值化利用研究和凹凸棒石及其產(chǎn)品標準化和分析測試技術研究三個平臺，初步形成了具有自主知識產(chǎn)權的技術成果創(chuàng)新與轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的鏈條，這是政產(chǎn)學研用共同努力的結(jié)果。
特別想說的是，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展真的離不開政府的支持和引導。“十二五”期間，江蘇省委省政府將凹凸棒石資源發(fā)展規(guī)劃列入全省重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，給予重點扶持，正式提升為江蘇戰(zhàn)略。6年來，按照江蘇省委省政府“一區(qū)一戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、一縣一主導產(chǎn)業(yè)”的創(chuàng)新發(fā)展要求，通過深化產(chǎn)學研合作，在盱眙先后批準建立了“江蘇省凹凸棒石材料產(chǎn)品檢測技術重點實驗室”、“江蘇省凹凸棒石產(chǎn)學研產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新基地”和“國家火炬計劃特色產(chǎn)業(yè)基地”，同時中科院還支持了“江蘇凹凸棒石產(chǎn)業(yè)關鍵技術創(chuàng)新體系與示范服務平臺建設”，正是這些平臺的支撐，使其在凹凸棒石前處理—深加工—納米化—功能材料產(chǎn)業(yè)鏈形成方面邁出了堅實地一步。未來我們需要不斷匯聚創(chuàng)新要素并整合創(chuàng)新資源，著力推進關鍵共性技術突破和科技成果轉(zhuǎn)化，強化技術創(chuàng)新和引領示范服務，建立健全長效研發(fā)、管理和協(xié)同創(chuàng)新機制，進一步提升創(chuàng)新能力和服務水平。
粉體技術網(wǎng)：我國黏土礦資源豐富，但是我們的產(chǎn)品卻以低端居多，企業(yè)惡性競爭嚴重，行業(yè)整體發(fā)展現(xiàn)狀是“高值低用”，您認為如何破解這個難題？
王愛勤：破解黏土行業(yè)“高值低用”問題是個系統(tǒng)工程，需要企業(yè)、研發(fā)人員和國家政策導向共同發(fā)力。從企業(yè)的角度來說，企業(yè)要有追求技術創(chuàng)新的意識，并具備承接科研成果的能力，要有工藝、設備、檢測等方面的技術人員，同時對科研成果的轉(zhuǎn)化要有耐心。目前因為小試成果普遍缺失中間放大環(huán)節(jié)，在產(chǎn)業(yè)化過程中肯定會暴露許多問題，需要產(chǎn)學研協(xié)同解決問題。產(chǎn)品的附加值越高，對設備和工藝的要求也越高。
從研發(fā)的角度來講，研究人員更要關注制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前創(chuàng)新資源、創(chuàng)新力量較分散，重復研究現(xiàn)象也比較突出，技術創(chuàng)新以實驗室、小試為主，側(cè)重于解決材料的有無問題，工業(yè)化技術研究平臺和團隊欠缺。黏土礦物是大自然賜予我們的獨特資源，每一種礦都有獨特的性能，目前研究重點多是在替代研究上，如凹凸棒石如何替代膨潤土，高嶺土如何替代膨潤土等等，未來我們應該去深度挖掘每一種礦的獨特性能和關鍵應用技術。研究人員不僅要開發(fā)產(chǎn)品，更要開發(fā)綠色化、智能化制備工藝。
礦物功能材料是國民經(jīng)濟社會發(fā)展和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐材料。近5年來，礦物功能材料成為國內(nèi)外材料學研究的熱點之一，全世界礦物材料近一半的SCI論文出自中國學者，我國已成為世界上礦物材料研究的主力軍，但制約礦物材料高值利用的關鍵共性問題整體沒有取得實質(zhì)性突破，礦物材料產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)業(yè)鏈還沒有形成。業(yè)界普遍認為其主要原因是“我國礦物材料研究“碎片化”現(xiàn)象比較嚴重，缺少工程化應用示范，“產(chǎn)學研用”協(xié)同創(chuàng)新機制尚未真正形成”。目前國家已經(jīng)意識到這一點，正在逐步完善科研資助和成果轉(zhuǎn)化機制，重點推動產(chǎn)學研的合作。
在新常態(tài)下要助推我國礦物功能物材料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，就要加快構(gòu)建礦物功能材料政產(chǎn)學研共同體建設，破解產(chǎn)學研協(xié)同“碎片化”現(xiàn)象。在國辦發(fā)〔2016〕34號文件《國務院辦公廳關于促進建材工業(yè)穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)增效益的指導意見》中明確指出，支持企業(yè)加快先進無機非金屬材料和礦物功能材料的產(chǎn)業(yè)化，著力提高關鍵材料保障能力，更好滿足下游產(chǎn)業(yè)需求。在工業(yè)和信息化部印發(fā)的《建材工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中，明確了綠色建材生產(chǎn)和應用、關鍵材料保障能力提升、礦物功能材料發(fā)展、協(xié)同處置推廣、“三品”行動推進、服務平臺建設等六大重點工程。礦物材料要有大發(fā)展，就必須以解決重大關鍵技術問題為導向，充分釋放各類創(chuàng)新要素的活力，形成學科交叉和上中下游互動的科研組織模式。
未來我們需要堅守的是，始終立足世界科技前沿和市場需求，遵循現(xiàn)代科學研究的范式和高端產(chǎn)品開發(fā)模式，不斷提高我國在礦物材料和產(chǎn)品的國際影響力；需要完善的是，目標應該更加著眼于重大的現(xiàn)實需求和制約我國礦物功能材料發(fā)展的根本性問題，更加關注原創(chuàng)性思想的培育與高端產(chǎn)品開發(fā)，更加增強創(chuàng)新的自信心。為此，產(chǎn)學研各在要找準在科技創(chuàng)新價值鏈中的定位，充分發(fā)揮各自特長，而不是以己之短，補人之長。
黏土礦物長期以來我們只是把它當“土”應用，要實現(xiàn)從礦物材料到納米材料的華麗轉(zhuǎn)身，我們需要做的工作還很多。當前我國不論是在精細加工技術及裝備自動化，還是在礦物功能材料產(chǎn)品開發(fā)，抑或綜合循環(huán)利用，上下游產(chǎn)業(yè)鏈全貫通，產(chǎn)學研一體化等等，都是亟需解決的重要課題。在構(gòu)建礦物功能材料政產(chǎn)學研共同體建設中，創(chuàng)新驅(qū)動最為重要，我們應將規(guī)劃、研發(fā)、轉(zhuǎn)化、專利和標準建設融為一體，通過學科交叉、協(xié)同創(chuàng)新，最終助推礦物材料的高值和可持續(xù)利用。
王愛勤，男，理學博士，研究員，博士生導師。1986年7月畢業(yè)于蘭州大學化學系，1999年6月畢業(yè)于中國科學院蘭州化學物理研究所獲博士學位，2002年在日本作JSPS高級訪問學者。甘肅省黏土礦物應用研究重點實驗室主任，中國科學院蘭州化學物理研究所環(huán)境材料與生態(tài)化學研究發(fā)展中心主任，中國科學院蘭州化學物理研究所盱眙凹土應用技術研發(fā)中心主任；中國科學院盱眙凹土應用技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心主任，甘肅省凹凸棒石產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長，江蘇省凹凸棒石產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長，中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會粘土礦物專業(yè)委員會副理事長，中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會專家委員會副主任，全國非金屬礦產(chǎn)品及制品標準化技術委員會凹凸棒石工作組技術委員會主任委員，中國硅酸鹽學會非金屬礦分會理事，中國土壤學會土壤修復專業(yè)委員會委員，蘭州大學兼職教授。2002年入選甘肅省“555創(chuàng)新人才工程第一層次人選；2011年江蘇省“雙創(chuàng)人才”計劃；獲國務院頒發(fā)的政府特殊津貼；2016年入選中科院“特聘研究員（特聘骨干人才）”。擔任Chemical Engineering Research and Design等5個國際雜志編委，2014-2017連續(xù)4年入選愛思唯爾中國高被引學者榜單，入選2017年“高被引科學家（2017 Highly Cited Researchers）”工程學領域榜單。
先后主持完成和正在承擔包括國家自然科學基金、863、中國科學院“西部之光”、江蘇省科技支撐和甘肅省科技支撐等項目40余項；在國內(nèi)外刊物上發(fā)表論文500余篇，出版專著6部；申請國家發(fā)明專利100余件，其中授權60余件；獲省部級成果獎10項。其中，“農(nóng)業(yè)化學節(jié)水調(diào)控關鍵技術與系列新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)及應用”獲2010年度國家科技進步二等獎，“凹凸棒石棒晶束解離關鍵技術創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化應用”獲2015年江蘇省科學技術一等獎，“低品位凹凸棒石關鍵共性技術研發(fā)及應用”獲2017年甘肅省技術發(fā)明一等獎。
研究方向：
（1）凹凸棒石應用研究；
（2）黏土礦物高值化利用；
（3）有機-無機納米復合材料；
（4）功能吸附材料。
代表論著：
1.《凹凸棒石棒晶束解離及其納米功能復合材料》，王愛勤，王文波，鄭易安，鄭茂松，劉曉勤著，北京：科學出版社，2014年8月；
2.《甲殼素化學》，王愛勤主編，北京：科學出版社，2008年1月；
3.《凹凸棒石黏土應用研究》，鄭茂松，王愛勤，詹庚申編著，北京：化學工業(yè)出版社，2007年4月；
4.《有機-無機復合高吸水性樹脂》，王愛勤，張俊平著，北京：科學出版社，2006年10月；
5.《農(nóng)用保水劑應用原理與技術》，黃占斌，李茂松，夏春良，祝光富，朱書全，王愛勤編著，北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005年8月。
承擔科研項目：
1. 中國科學院蘭州化學物理研究所盱眙凹土應用技術研發(fā)中心建設：江蘇省重大創(chuàng)新載體建設項目，項目編號BY2010012，項目執(zhí)行年限2010.08-2013.08；
2. 凹凸棒黏土棒晶均一化和可控生長關鍵技術研究，江蘇省科技支撐計劃（工業(yè)），項目編號BE2012113，項目執(zhí)行年限2012.05-2014.05；
3. 凹凸棒黏土納米新材料關鍵技術及產(chǎn)品開發(fā)：科技部863項目，項目編號2013AA032003，項目執(zhí)行年限2013.11-2016.11；
4. 模板膠束法三維網(wǎng)絡納米復合吸附劑的可控合成及其吸/脫附性能研究，國家自然科學基金，項目編號21377135，項目執(zhí)行年限2014.01-2017.12；
5. 模板輔助高選擇性三維網(wǎng)絡吸附劑的制備及其對銣、銫、鍶吸/脫附性能研究，國家自然科學基金，項目編號U1407114，項目執(zhí)行年限2015.01-2017.12；
6. 鈷藍/凹凸棒石納米雜化顏料的創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化，中國科學院STS區(qū)域重點項目，項目執(zhí)行年限2016.07-2019.07；
7.凹凸棒石霉菌毒素吸附劑研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項資金，項目編號BA2016134，2016.04-2019.03；
8. 多維度凹凸棒石構(gòu)筑功能新材料應用基礎研究，甘肅省重大基礎研究項目，項目編號18JR5RA001，2018.01-2020.12。
以“政府引領，創(chuàng)新驅(qū)動，加快非金屬礦產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”為主題的2018年中國非金屬礦產(chǎn)業(yè)高峰論壇，今年將重點關注行業(yè)關切的問題，大力整合國家相關部門、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、行業(yè)協(xié)會、研究機構(gòu)、優(yōu)質(zhì)企業(yè)等各方資源，共商我國非金屬礦資源綜合利用發(fā)展大計！大會將于2018年8月9-11日在江蘇盱眙隆重召開，會議咨詢：18701083278，會議投稿：fentijs@163.com
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