国家技术发明奖提名书

国家技术发明奖提名书(2018年度)一、项目基本情况专业评审组：序号：编号：提名者安徽省科技厅项目名称项目名称均相离子膜制备关键技术及应用公布名均相离子膜制备关键技术及应用主要完成人徐铜文，刘兆明，金可勇，吴亮，汪耀明，高从堦项目密级非密定密日期保密期限(年)定密机构(盖章)学科分类名称1膜分离代码2代码3代码所属国民经济行业其他合成材料制造所属国家重点发展领域制造业任务来源国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划、省级攻关、企业具体计划、基金的名称和编号：国家自然科学基金重点项目：基于电膜的绿色与环境化工过程的关键科学与技术问题研究（20636050）国家自然科学基金杰出青年基金项目：膜分离（21025626）国家高技术研究发展计划（863）：面向酸碱回收的膜材料规模化制备及应用技术（2012AA03A608）安徽省攻关项目：均相阴离子交换膜规模化制备及其螺旋卷式组件开发（11010202157）已呈交的科技报告编号：授权发明专利（项）32授权的其他知识产权（项）5项目起止时间起始：2003年01月01日完成：2014年12月31日国家科学技术奖励工作办公室制项目简介本项目属化工科学技术中膜分离技术领域，所涉及的是一种新型膜分离技术。该项目被列为国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金项目以及科技部“863”重点项目等。离子交换膜（包括阴离子交换膜和阳离子交换膜）由于其特殊的离子选择性，在特种分离、化工生产等领域具有重要应用，如基于阴或阳离子膜的扩散渗析技术，可实现金属（含氧酸根）离子与酸（碱）的分离，过程简单、运行费用极低，适用于冶金、化工、稀土、电子刻蚀等领域中废酸液和废碱液的回收和循环使用；基于阴阳离子膜交替排列的电渗析技术可以实验不同电荷离子的选择性迁移，广泛应用于含盐物料的分离纯化或者含盐废水的“近零排放”。同时这两种技术还可与传统的化工单元操作集成，实现产物的快速分离或者提高反应转化率。但目前离子膜制备的关键工艺存在诸多问题，如阴离子膜制备需要使用剧毒物质氯甲醚进行氯甲基化，阳离子膜需要氯磺酸、浓硫酸等进行磺化，且均需要使用大量高沸点有机溶剂，成本高，污染严重，造成国产相关膜产品的产业化空白。本项目发明了溴化-胺化离子膜材料制备技术、氯乙酰化-胺化离子膜材料制备技术、无溶剂原位聚合离子膜制备技术和从多硅共聚物制备离子膜材料的技术，实现了离子膜的高性能化和系列化开发；开发了离子膜专用工业生产的新设备，发明了新型板式（电）渗析膜组件及废酸、废碱和高盐废水集成处理工艺。这些发明解决了离子膜制备和应用中的五大技术问题：（1）避免剧毒物质氯甲醚、剧腐蚀物质氯磺酸等的使用；（2）膜的交换容量和含水量独立调控；（3）离子膜的低成本化制备；（4）膜的选择性、渗透性和稳定性三者合理匹配；（5）组件轻便化。这些发明实现了均相离子膜材料的原始创新和膜制备—膜装置—膜应用等整套技术的集成创新。项目建成了5条均相离子膜生产线，年产能达40万平方米，填补了国内均相离子膜产业化的空白，打破了以日本为首的国家对我国相关技术封锁和价格垄断，使进口均相离子膜的价格从原2000-3000元/平方米降至500-700元/平方米。本项目获发明专利授权32项，实用新型专利5项，出版离子膜专著一部，发表SCIII区以上学术论文130篇，制订化工行业标准1项，并获国家级重点新产品证书和国家重点环境保护实用技术证书；相关成果曾获中国石化协会科技进步一等奖、中国膜工业协会科学技术奖一等奖等。客观评价1．研究成果的总体技术水平与创新程度的评价(1)本项目曾列为国家自然科学基金重点资助项目（No.20636050）,于2011年1月13日在国家基金委召开结题验收会议，以费维扬院士担任组长的验收专家委员会认定该项目综合评价为“特优”(2)2014年9月，国家自然科学基金委员会化工处孙宏伟处长在《中国科学》杂志上发表《化学工程：从基础研究到工业应用》的文章，文章综述了化学工程学科近十余年来在队伍建设、平台建设和国家级奖励等方面所取得的成果，其中以“离子交换膜的研究进展及工业化应用成果”为题介绍了项目组在离子膜方面的研究成果，对我们取得的创新性发现和突破性进展给予了高度评价。并以7个页面的篇幅，收录进基金委主编的成果专著《化学工程：从基础研究到工业应用》（2015，化学工业出版社，ISBN号：9787122239181）。(3)2014年10月在中国工程院院刊的刊首文章《中国膜科学技术的创新进展》中，中国工程院徐南平院士等肯定了项目组开发的离子膜产品和新型的膜组件“填补国内均相离子膜产业化的空白，膜产品实现出口。在化工、冶金、特种金属加工等领域得到广泛应用，打破以日本和美国为首的国家对我国的技术封锁和价格垄断”。(4)在2014年1月的国家杰出青年基金结题答辩中，由21位专家（多数为院士）组成的委员会一致认为该项目为优秀（本学科唯一优秀），一致认为本项目：“解决了离子交换分离膜的规模化制备及国际竞争力问题”。(5)2015年4月，项目组承担的863重点项目“面向酸碱回收的膜材料规模化制备及应用技术”（No.2012AA03A608）在北京顺利通过专家验收，专家组评价“（项目组）完成了酸回收扩散渗析膜和碱回收扩散渗析膜的研究开发，开发了先制得功能基化膜液再一次性成膜新工艺，解决了油性膜液和水性膜液互溶问题；提出带辅助功能基团的离子膜新结构和离子新型传递模式，实现了渗析膜通量和选择性的同时提高。”(6)本项目在取得实用化成果同时，在AIChEJ,ChemEngSci,IE&C,J.MembrSci等国际高水平期刊发表论文130余篇，六篇论文入选ESI最近10年被引频次最高的论文，六篇论文收录为国际《MembraneTechnology》的研究趋势，论文获得他人大量正面引用，单篇最高SCI他引415次，项目负责人徐铜文学术影响力进入了全球ESI前1%，连续三年入选Elsevier高被引作者名单。如国际知名电膜专家、2011世界膜大会主席Wessling教授在其关于阴离子膜的综述论文中（J.MembraneSci.2011，377：1-35）正面引用本项目相关的论文19篇，对本项目离子膜制备路线给予了充分的肯定，指出：“徐及其团队关于聚苯醚（制备阴离子膜）进行了非常知名的工作，有意义的是可以利用该聚合物苯环上的甲基进行溴化而代替高致癌物质氯甲基甲醚。”Science（2013,354：341）、JACS（2015，137：8730-8737）、AdvMater(2015,27:5280-5295)等对课题组提出的高电导离子膜制备路线给予肯定，认为是有前景的结果（promisingresults）,详细评述了课题组在离子膜制备及离子传递通道构建方面的工作。2.研究成果的有关证书、奖励(1)2006年11月，“DF120型均相阴离子交换膜”获国家技术部、商务部、质监总局、环保总局颁发的国家重点新产品证书（2006GRC60092）。(2)2012年12月，“废酸回收的渗析阴膜及其应用技术”获中国环境保护产业协会颁发国家重点环境保护实用技术证书（2012-078）。(3)基于发明点1论文入选2010年中国百篇最具影响国际论文，2011年获国际出版社（Elsevier）高被引作者奖。(4)该项目先后获中国石油化工联合会科技进步一等奖（2008）、中国膜工业协会科学技术一等奖（2007）。(5)制订化工行业标准，“扩散渗析阴膜（HG/T5112-2016）”，2016年10月22日发布实施。推广应用情况该项目研制的系列均相离子膜产品及其（电）渗析组器在新疆众和股份有限公司、江苏中联科技集团公司、西宁特钢股份有限公司、淮北东磁电子有限公司、福建紫金矿业集团公司、江西德兴铜业集团公司、淄博广通化工有限公司、江苏立富电极箔有限公司、比亚迪实业有限公司、哈尔滨光宇蓄电池有限公司、南通新诚电子有限公司、深圳东阳光宜都化成箔有限公司、佳科太阳能硅（厦门）有限公司等国内150多家企业投入使用，产品还出口德国、印度等国家，应用行业涉及化工、湿法冶金、有色金属、稀土、电子刻蚀、食品、日用化工、化纤等，目前有超过1500套均相离子膜装置系统应用于酸、碱、盐废水资源化处理及化工物料分离，解决了困扰企业多年的技术难题，对行业的技术进步起到了重要的促进作用。主要知识产权证明目录知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期权利人发明人发明专利有效状态发明专利一种荷正电有机-无机杂化膜的制备方法中国ZL200410065737.82007年2月27日中国科学技术大学徐铜文，张绍玲有权发明专利一种均相阴离子交换膜的制备方法中国ZL200510123023.22010年05月05日中国科学技术大学徐铜文、吴亮有权发明专利一种双季铵侧长链型阴离子交换膜的制备方法ZL201410554107.02017年7月28日中国科学技术大学徐铜文，贺玉彬有权发明专利一种均相阴离子交换膜及其制备方法中国ZL200810020560.82011年08月24日中国科学技术大学徐铜文、吴亮有权发明专利一种均相阳离子交换膜及其制备方法中国ZL200810211990.82011年07月20日中国科学技术大学徐铜文、吴亮有权发明专利一种基于磺化聚苯醚制备有机-无机杂化阳离子交换膜的方法中国ZL201010107733.72012年09月17日山东天维膜技术有限公司刘兆明、吴永会、徐铜文有权发明专利一种多硅交联剂及其扩散渗析专用阴离子膜的制备方法中国ZL2014101027322016年04月20日中国科学技术大学徐铜文、苗继斌有权发明专利平板式渗析装置及其制作方法及用该装置制成的渗析器中国ZL201210589337.12014年07月02日山东天维膜技术有限公司刘兆明连文玉李晓玉娄玉峰王丹曲文军王炳春有权发明专利一种带pH调节的均相膜电渗析组器中国ZL201410735852.52016年06月08日杭州水处理技术研究开发中心有限公司金可勇;胡鉴耿;金水玉;高从堦有权发明专利含金属离子酸性废液的扩散与电渗析集成处理方法和装置中国ZL201210015221.72012年01月18日中国科学技术大学徐铜文、张旭、李传润、王晓林、汪耀明有权（七）主要完成人情况姓名：徐铜文排名：1行政职务：副院长技术职称：教授工作单位：中国科学技术大学完成单位：中国科学技术大学对本项目技术创造性贡献：负责总体设计、研究工作的组织、技术路线的制定、膜制备及应用工艺开发过程中关键问题的解决等。对技术发明点1-4具有创造性贡献，是所列7项授权发明专利的第一发明人，所引用论文的责任作者。姓名：刘兆明排名：2行政职务：总工程师技术职称：研究员工作单位：山东天维膜技术有限公司完成单位：山东天维膜技术有限公司对本项目技术创造性贡献：项目中试实验和产业化工艺技术负责人，负责产业化关键技术的解决及技术难点突破主持研制、设计了刮膜生产线全套生产设备。是2项核心授权专利（ZL201010107733.7；ZL201210589337.1）第一发明人，对技术发明点2和4做出了创造性贡献。姓名：金可勇排名：3行政职务：无技术职称：教授级高工工作单位：杭州水处理技术研究开发中心有限公司完成单位：杭州水处理技术研究开发中心有限公司对本项目技术创造性贡献：是核心授权专利（ZL201410735852.5）第一发明人，对技术发明点4做出了创造性贡献，发明了一种带pH调节的均相膜电渗析组器及电渗析处理工艺。对电渗析在含盐废水处理作出创造性贡献。本项成果中其他4项发明专利的第一发明人姓名：吴亮排名：4行政职务：无技术职称：特任教授工作单位：中国科学技术大学完成单位：中国科学技术大学对本项目技术创造性贡献：三项核心授权专利（ZL200510123023.2；ZL200810020560.8；ZL200810211990.8）共同发明人，对技术发明点1、2做出了创造性贡献，参与发明了氯乙酰化-胺化和无溶剂法制备离子膜方法。姓名：汪耀明排名：5行政职务：无技术职称：特任副研究员工作单位：中国科学技术大学完成单位：中国科学技术大学对本项目技术创造性贡献：是核心授权发明专利（ZL201410735852.5）共同发明人，参与发明了扩散渗析与电渗析集成处理装置及工艺，对技术发明点4做出了创造性贡献。姓名：高从堦排名：6行政职务：院长技术职称：研究员工作单位：杭州水处理技术研究开发中心有限公司、浙江工业大学完成单位：杭州水处理技术研究开发中心有限公司对本项目技术创造性贡献：是核心授权发明专利（ZL201210015221.7）共同发明人，共同完成了与本项目密切相关的国家基金委重点课题（No.20636050）；在山东天维膜技术有限公司设立院士工作站，指导了均相离子膜生产线的建设和在石油化工行业中的应用推广；参与均相膜电渗析组器及电渗析处理工艺发明工作，对技术发明点4做出了创造性贡献。本项成果中其他3项发明专利的共同发