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中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心
成立背景
   截止2006年底,江苏盱眙县已勘探查明的凹凸棒黏土矿床11处,资源储量4408万吨,占到全国已探明储量的50%。截止2009年底,江苏盱眙县从事凹土加工的企业达50余家,年产量约40万吨,实现销售4亿元。目前国内市场上,食用油脱色白土占有率达75%,干燥剂占有率达80%,高粘剂占有率达60%,抗盐粘土占有率达60%。但主要产品的附加值相对较低。近几年来,我国的科研工作者和相关企业从不同的角度对凹凸棒黏土的资源分布、赋存状态、物化性能和矿物组成及产品开发等进行了研究开发,在凹凸棒黏土高值化利用方面取得了阶段性成果,但还远没有形成高值化利用规模产业,存在的主要问题是:①缺乏对凹凸棒黏土系统的、高技术层面的关键应用研究,缺乏引领凹凸棒黏土应用高技术研究的专业平台和高水平的研究创新团队。因而制约凹土产业发展的关键技术尚未取得突破,没有形成高附加值的产品。②受引进高层次人才的影响,企业研发能力相对较弱,而高校及科研机构的研发大多与企业实际需求脱钩,且研究成果多处于实验室阶段,缺乏产学研的有效沟通和转化机制。因此,开展创新应用研究,发挥科学技术的先导作用,是促进凹凸棒黏土产业发展的基本前提。
   中国科学院兰州化学物理研究自2000年以来,依据“科学利用、资源高值”的原则,结合市场需求和自身学科的积累,围绕凹土的高值利用,取得代表的研究开发成果有:①凹凸棒黏土有机无机复合高吸水性树脂:系统的开展了凹土基有机/无机复合高吸水性树脂的制备与理化性能研究工作,2个系列产品实现了产业化,在胜利油田建成了6000吨/年的生产装置,产品成本比现在商品化的保水剂低30%左右。该工作得到了国家“十五”863专项和农业转化资金的支持,是2005年国家重点新产品。②飞播种子大粒化产品的开发:采用淀粉发泡复合凹土作为黏合剂并与多种植物生长所必需的功能材料和吸水保水材料相结合,实现了飞播种子的大粒化,解决了种子随风漂移、鸟鼠害和后生长营养等问题,在内蒙古阿拉善盟腾格里沙漠进行了3万亩飞播,取得了明显的效果。该工作得到了中国科学院“西部行动”专项的支持。③凹凸棒黏土的有机化改性:创新性采用半湿法改性技术,在室温机械搅拌下实现了凹土的有机化改性,完成了放大试验,正在进行产业化工作。该工作得到了甘肃省科技攻关项目支持。④凹凸棒黏土基复合吸附剂:针对湖泊水处理的发展趋势,在广泛调研和商品化吸附剂实际测试的基础上,以满足湖泊水处理需求为切入点,开发了有机-无机复合新型凹土基吸附剂。该研究得到江苏省太湖专项的支持。⑤凹土提纯和棒晶束解离工艺:与企业密切合作,采用创新的工艺,开发了提纯和棒晶束解离一体化工艺,解决了关键工艺问题,目前正在进行产业化工作。
   研究所在凹土及其有机无机复合材料方面开展了大量研究开发工作,已申请凹土相关国家发明专利20余件;发表研究论文近80篇,其中SCI收录50余篇,是目前国际上发表凹土研究论文最多的单位,在凹土及其亲水凝胶复合物应用基础研究方面处于引领地位;2007年5月合作出版了《凹凸棒黏土应用研究》专著;连续5年参加了在江苏盱眙召开的凹土高层论坛会议。为了进一步开发凹土系列高端产品,为凹土产业的可持续发展提供有力的技术支撑,2008年12月15日,中国科学院兰州化学物理研究所与江苏玖川纳米材料科技有限公司成立了“凹凸棒黏土研究与开发联合实验室”。2009年3月23日,江苏省委书记梁保华到盱眙考察江苏玖川纳米材料科技有限公司时,对所企合作建立“凹凸棒黏土联合研究与开发实验室”给予充分肯定。学术带头人王爱勤研究员现是盱眙县人民政府凹土产业发展科技顾问和“江苏省凹土资源应用重点实验室”主任。
   为了发挥中国科学院的科学研究和人才资源优势,加快江苏盱眙凹土资源的高值化利用步伐,依靠科技推动凹土产业的科技创新,努力打造“中国凹土之都”,盱眙县人民政府与中国科学院兰州化学物理研究所经过友好协商,本着“优势互补、院地合作、讲求实效、产研共赢”的原则,于2010年6月12日签署了共建“中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心”(以下简称中心)的协议。兰州化物所学委会主任薛群基院士、中科院院地合作局副局长孙殿义、中科院兰州分院党组书记兼常务副院长王学定、中科院南京分院副院长谷孝鸿、中科院院地合作局东部处处长周俊旭、中科院南京分院科技合作处处长尹睿和副处长范晓松以及盱眙县党政主要负责人出席了签约仪式。
  
 主要任务
   中心的定位是聚集人才、突破技术、服务企业。中心的主要任务是:以高水平研究开发队伍建设和交叉学科研究平台的搭建为核心,以应用基础研究和产业技术创新为先导,以形成具有自主知识产权、对凹土产业有重要影响的标志性研究成果和对产业发展有重大推进作用的关键先进技术为目标,针对盱眙凹凸棒黏土的特点,开展科技攻关,开发凹凸棒黏土系列高端产品,解决凹凸棒黏土产业发展瓶颈制约因素,为凹凸棒黏土产业的可持续发展提供强有力技术支持。
 发展目标
   第一阶段:搭建平台,对接企业。用1年左右的时间完成中心的基本建设、框架搭建、需求对接和技术服务等工作。先期主要做好与企业的对接和服务工作,同时开展前瞻性研发项目的布局和研发工作,通过资源的有效配置和重点攻关,既为为中心的良性发展提供基本保证,也为凹土产业的提升提供接口。
   第二阶段:协力创新,提升技术。采用边建设、边运行的方式,以凹凸棒黏土资源的高值化利用为背景,以产业化应用为目标,以应用基础研究带动产品开发,以产品开发带动资源利用,加强高端产品开发,用1-3年的时间①为凹凸棒黏土产业链的形成和可持续发展形成项目源;②通过加强中试放大试验,重点解决关键工艺和技术问题,为凹凸棒黏土高端产品的开发形成产品源;③至少2个产品实现产业化。
   第三阶段:形成平台,持续发展。到2015年以后,①形成凹土应用研究和凹土高端产品开发与中试2个平台;②为企业和凹土行业培养和输送高层次的人才5-10名;③形成“优势互补,利益共享,共同发展”的产学研良性发展模式和“应用研究—中试放大—产品生产”上下游互动的运行模式,在凹土产业发展和源头创新方面,发挥骨干引领和示范作用。
运行模式
   1、中心实行管委会领导下的主任负责制。
   2、中心下设综合部、研发部和中试部等部门。各部人员实行聘任制,按中心布局由主任和各部负责人根据实际情况自主聘任。
   3、中心财务单独核算。
   4、中心地址位于盱城东方大道3号,由盱眙县人民政府无偿提供1000平米办公和实验生活用房,所提供用房设施齐全,满足中心正常运行和实验要求。
   5、根据实际工作需求,中国科学院兰州化学物理研究所派往中心的研究开发人员逐年增加,研发人员主要由派出人员和柔性引进人员组成。盱眙本地的相关专业人才可以由中心聘请承担或参与研发工作。

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