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华东师大“真实塑料升级降解循环利用”项目斩获上海市专利运营标杆奖

2023年11月22日 学术卓越 生态+

  2023年上海市高价值专利运营大赛近日颁奖,华东师大化学与分子工程学院姜雪峰教授团队成果入围二十强,斩获上海市专利运营标杆奖(全市二十强中高校组第一名),华东师大科技处(技术转移中心)荣获“专利运营服务奖”。

华东师大科技处(技术转移中心)荣获“专利运营服务奖”

  姜雪峰团队历时十二年,用太阳光降解塑料实现循环利用闭环,为破解白色污染难题提供全新解决方案。

  塑料真是让人欢喜让人忧。一方面,至今还没有哪一种材料能像塑料一样轻便、坚韧、廉价;另一方面,即使是偏远深海里的鱼类体内也已检测出了微塑料。究其原因,就在于塑料难以被降解,一般自然条件和微生物都对它束手无策。

  可以买足球的app平台化学与分子工程学院姜雪峰教授团队经过12年研究,提供了一种全新解决方案:用太阳光催化来降解塑料。这种方法节能又环保,只要在室温常压下就可使塑料降解,降解后的反应物可用于新的塑料生产。由此,塑料在全生命周期上就形成了“生产-应用-升级降解-再生产”的闭环。

姜雪峰(右二)团队项目获上海市专利运营标杆奖

  在上海市高价值专利运营大赛上,这一“真实塑料升级降解循环利用”项目备受关注,并获得市场追捧,入围二十强。


|催化剂来自海水,从高温高压到室温常压


  “光解”塑料的方法是以铀酰离子作为催化剂,以光照作为能量来源,对常见塑料垃圾进行降解。作为催化剂的铀酰离子来自海水中的铀238。

  姜雪峰表示,不同于放射性元素铀235,铀238没有放射性,而且从海水中提取铀的技术已在世界范围广泛应用,不用担心储量问题。

示意图:在含铀238的催化剂作用下,在光照下,塑料被降解。

  已有的塑料降解技术通常需要高温高压,这意味着需要消耗大量能源。姜雪峰团队以六水合硝酸铀作为光敏剂,在常温常压下成功将9种常见塑料降解为苯甲酸和对苯二甲酸等化工产品的基础原材料,其中还包括5种塑料的混合降解。

  姜雪峰解释说,铀238对光的最大吸收波段是460纳米,太阳光属于可见光,覆盖400至800纳米波段,因此可被铀238吸收。


|从硫研究中得到灵感,在真实世界中“过坎”


  2011年起,姜雪峰就带领团队开始进行塑料降解键的活化模型研究。这是一个以硫研究见长的团队,2019年元素周期表问世150周年之际,姜雪峰被国际纯粹与应用化学联合会评选为“硫元素代言人”。在研究硫的多价态精准控制合成过程中,他想找一种绿色节能的方法来调节硫的氧化态,于是找到了铀。

姜雪峰在总决赛现场答辩

  “铀在整个氧化过程中的作用很独特,既能切断化学键,又不会完全切碎(增加碳排放),因此可实现精准降解。”姜雪峰说。他们将其用在塑料上,果然可以实现塑料可控的氧化、切断、降解。

  不过这还只是理论上的可行,实际应用中很难找到干燥、干净的塑料。废弃塑料大多带有水渍、糖渍、色素、黏合剂等。为了能让模型贴合实际应用,团队进行了系统性探索,逐步建立起在低能耗下降解真实世界塑料的技术体系。通过这一技术,有水未干燥的塑料瓶、有色素的垃圾袋、杂乱混合的塑料都可直接进行光降解,降解后的产物可继续用于制造塑料,或制造医药中间体和香精香料。


|拿最有底气的专利试水,为“从0到10”探路


  可以买足球的app平台国每年产生废塑料超过6000万吨,累计废塑料存量超10亿吨,回收1吨废塑料可减少1至3吨碳排放。海量且刚需的市场前景,让“真实塑料升级降解循环利用”这一项目在主打“边比赛边运营”的上海市高价值专利运营大赛上备受关注。

  如果说技术如何用于真实世界是第一道坎,那么科学家如何运营公司则是第二道坎,这也是在近半年的参赛时间中,姜雪峰从评委们身上学到最多的。

  “成果转化最后一公里看似不长,但要考虑的东西很多,如团队建设、资本运营、产业链、营收比等,任嚎梢月蜃闱虻腶pp平台桓龌方诓季植坏保蓟岬贾伦О堋!彼担肽昀矗牢遣唤龃诰椤⑻峁┙ㄒ椋够岽硬煌嵌忍岢鲋室桑庑┒汲晌钅康暮笮ナ帧

  用12年时间实现了塑料生命周期科学模型闭环后,姜雪峰团队正在打造塑料在产业发展中的闭环。目前该项目已完成中试,并在海南完成了装置调试,在浙江舟山也有应用项目落地。团队设计开发的新型连续流光反应装置,与管式操作相比,PET(涤纶树脂)降解效率提高54800倍。

  姜雪峰有100多个专利,光降解塑料是其中最有转化“底气”的专利之一。此次“从0到10”的探路,也是为后续系列专利转化铺路。


|深化产教融合,推进科技成果转化落地


  可以买足球的app平台以科研创新为抓手,夯实基础性科研创新优势,提升科技创新策源能力,围绕产业链布局创新链,在源头创新的“最初一公里”努力作为。同时,学校直面从1到N成果转化“最后一公里”的创新短板,面向产业和区域发展需求,深化产教融合,汇聚创新资源,积极推进科技成果转化落地。学校建立了以技术转移中心为主体、校内各部门分工协同、校外各方资源有机协调的工作机制和管理体系,确保了成果转化一体化管理与运行,最大程度、最高效率地激发创新热情与创业活力。

  学校获批第四批高校国家知识产权信息服务中心、首批上海市高校知识产权运营中心、首批中国(上海)知识产权保护中心专利预审,200241

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