“筛”出分子反应高速率——记郑州大学微球钛硅分子筛催化剂关键技术 　　

　　“我们开发的新一代高性能微球钛硅分子筛催化剂关键技术，已成功实现了工业化生产，并助力多家企业取得了良好的经济效益。”近日，郑州大学化学学院教授王向宇介绍说，截至目前，该技术助企新增利润已超10亿元。

　　自主创新攻克难题

　　分子筛是一种多孔材料，可以对分子进行筛选，将不同大小和形状的分子进行识别和分离，具有非常强的分离、吸附和催化功能。“打个比方，分子筛像一个蜂巢。在其内部设计有针对性功能的空间和通道，反应分子进入分子筛孔内被激活、剪裁、组合、加工等，进而加快反应速度和提高产物收率。”王向宇说。

　　此前，钛硅分子筛生产技术被发达国家长期垄断，产品价格昂贵，且催化剂生产技术门槛高、工艺复杂，还存在活性低、分离难、废液较多等问题。

　　10多年前，王向宇在一家企业考察时发现，该企业花了几十亿元购买国外成套生产线设备，但其中的核心技术——催化剂生产技术却被垄断，企业需要持续购买国外价格昂贵的催化剂。“我深受触动，我们必须自主研发，打破国外技术垄断，努力攻关分子筛生产技术。”王向宇说。

　　于是，团队自2004年开始研发，历时16年，最终攻克了这项技术。经过数千次甚至万次以上长时间的实验验证，研究团队研发的微球钛硅分子筛具有原料丰富、成本低等特点。该分子筛的原材料主要是硅，而硅是地球表面第二丰富的元素，能降低82%的成本。同时，该分子筛活性高、转化效率高，还耐腐性，易捕捉。

　　应用领域不断扩大

　　“无论项目大小，能够转化应用，对团队都是莫大的鼓励和慰藉，这种喜悦比拿多少钱、多少奖都高兴。”王向宇表示。

　　近10年来，微球钛硅分子筛技术的工业应用领域不断扩大。

　　该技术可应用于尼龙原料的清洁生产。“尼龙6的全球市场需求量每年有800万~1000万吨，常见用途是工程塑料和锦纶服装。”王向宇说，他们的微球钛硅分子筛催化剂，攻克了该行业的“卡脖子”技术，近5年占据了约三分之一的国内市场份额。

　　钛硅分子筛技术还可以应用于绿色环氧化反应。2022年初，采用这种分子筛催化剂的15万吨/年双氧水法环氧氯丙烷产业化装置，在中化连云港循环经济产业园建成投运。该技术助力企业成为全球唯一一家同时具备甘油法与双氧水法生产环氧氯丙烷的企业。

　　此外，微球钛硅分子筛还可应用于环己醇、环氧丙烷和甲苯羟基化制对甲苯酚的清洁生产。该团队研发的环己酮氨肟化专用钛硅分子筛催化剂，已成功应用于中国平煤神马集团、鲁西集团、山东东巨化工股份有限公司等多家企业的己内酰胺生产装置。

　　“近几年，应用该催化剂技术的己内酰胺生产装置年产能为120万吨，国内市场占有率达到三分之一，为企业合计新增效益64亿元、新增利润超过10亿元。”王向宇介绍道。

　　校企合作服务行业

　　30年前，王向宇就开始校企合作工作，通过不断和企业接触，在解决各种问题中研发攻关，不仅实现了科研成果转化应用，还能快速为企业把脉问诊，找到问题症结，很多企业慕名前来合作。

　　“我们与王向宇教授的合作从2015年开始。”河北某上市公司副总经理刘常青提及王向宇时赞誉有加。校企合作后，该公司有了自己的“技术+设备+催化剂”系列产品，在催化剂方面的技术能力、创新能力明显提升。

　　为了加快推进合作项目的进展，王向宇经常牺牲休息时间，为企业的技术人员进行培训。该公司不仅提高了销售收入，还依靠催化剂形成稳定的连续收入，提升了在行业中的声誉和地位。

　　对于多年的校企合作经验，王向宇写下了这样的深刻思考：科技人员就应大胆走出去，到企业第一线去，为企业把脉定向，解决难题，在实践中研究和创新，真切地体会到学生培养、科学研究的方向性和社会价值感。