“新型功能化超顺磁性颗粒的制备及在分离技术中的应用”项目喜获国家技术发明二等奖
1月9日,国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。我所“新型功能化超顺磁性颗粒的制备及在分离技术中的应用”项目荣获国家技术发明二等奖。
该项目主要由我所刘会洲、邢建民、杨良嵘、安震涛、陈家镛等人完成,属于化学工程与材料交叉技术领域。项目针对目前国内外磁性颗粒制备工艺复杂、反应条件苛刻、生产成本高等工程难题,基于对乳液界面稳定机理和聚合反应过程工程的深入研究,发明了多种超顺磁性颗粒制造方法和表面功能化等新技术,创制了相关应用装置,率先实现了大规模制备,并在蛋白质分离等方面得到应用。
该项目发明了超顺磁性颗粒合成新方法,创制了一种制备磁性高分子微球的喷流悬浮聚合反应新工艺和反应装置,规模制备了聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯醇、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯及二氧化硅、氧化铝等多种超顺磁性颗粒。发明了高基团容量的多功能磁性颗粒的制备新方法,在国际上率先实现了高吸附容量蛋白质亲和分离磁性颗粒、氨基硅烷偶联的SiO2磁性纳米颗粒等多种功能化超顺磁性颗粒的大规模制备。所获得的功能化磁性颗粒的吸附容量是市售产品的几倍到几十倍。创制了多种磁性分离/催化装置,包括用于蛋白质分离的超顺磁性颗粒连续化分离装置、流体中超细磁性颗粒的连续高效磁分离装置等等,实现了大流量液体中的超细磁性颗粒的有效分离和循环使用。
项目成果已推广实施到多家合作企业,率先实现了超顺磁性颗粒的大规模制备及在蛋白质分离方面的工业化应用,解决了纳豆激酶的分离问题,降低了生产成本,提高了生产效率;发明的永磁分离装置用于工业催化生产中活性镍催化剂纳米颗粒的回收,实现了催化剂原位在线分离,分别应用于东北助剂化工有限公司和江苏东龙实业有限责任公司橡胶防老剂催化加氢,以及巴陵石化己内酰胺催化加氢等相关生产。
该应用基础研究在学科上推动了我国材料化学工程研究的发展,也为其它化学、材料、生物和化工过程结合的过程设计和实施提供科学方法和借鉴。
(中科院绿色过程与工程重点实验室 科技开发处)