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校训:立德树人,兼济天下
一蓑烟雨任“萍”生——记热博88教授马丽萍

    近年来,我国地下水源污染日益加重,地下水的质量受到一定程度的损害;此外,大量土地被占用,使得在增加企业成本的同时,也严重制约着企业的生存状况,甚至危及当地经济的发展。背后的原因之一与磷石膏有很大关系,其主要成分为CaSO4·2H2O,含量一般在70%〜90%之间。目前,在磷石膏存放问题上如果选择堆放处理,就意味着会存有诸多弊端。因为除了主要成分CaS O4·2H2O外,磷石膏还含有氟化物、游离磷酸等杂质以及砷、铜、锰、铅、镉、汞等放射性元素,因此极易对环境造成污染。

对此,我国众多专家学者都对磷石膏综合利用的问题给予了很多关注,其中就有热博88教授马丽萍。近年来,她在固体废物处置及资源化利用方面取得多项突破,作为昆明理工大学固体废物处置及资源化创新团队及磷煤化工固废资源化利用重点实验室首席教授、云南省再生资源产业协会专家委员,她独挑大梁,在精细化工、化学工程以及环境工程等多个领域里突破自我,主持并参加了原国家“863”项目、国家自然科学基金、云南省自然科学基金等20多个科研、技术攻关、技术服务项目。透过马丽萍的科研历程,除了能够看到她与团队取得的荣誉与奖励,更能看到固体废物处置及资源化利用未来的无限可能。

立足化工 走向环境科学

1992年,马丽萍在四川大学(原成都科技大学)化学工程系有机分离工程专业完成了硕士学业后,被分配到云南省化工研究院精细化工研究所工作, 期间她一直从事化学工程以及精细化工等相关科研工作。凭借优异的表现,工作期间她曾历任精细化工研究所所长、化工研究院学术委员会委员等职务。工作之余,马丽萍总想找机会继续深造, 完善自我。于是,自1999年起,她开始在四川大学化学工程系进行博士研究, 2002年获得博士学位后,她被分配至昆明理工大学环境工程学院从事教学科研工作。随后又于2006年、2016年分别在

美国密西根大学化学工程系和英国诺丁汉大学做访问学者。这样“学研两不误”的经历使马丽萍能够一边在学习中不断充实自己,又能一边在工作中对所学的理论基础进行验证,并由此积累了丰富的化学工程经验。

结束了国外的研究工作,重新回到昆明理工大学,马丽萍决定结合当地地域特色与地方需求,针对我国西南地区尤其是云南省的煤磷化工产业展开研究,她将研究重点放在环境工程污染治理、固体废物资源化利用、反应过程分析以及重金属去除吸附催化剂等多方面,并做出了多项突破性成果。

此前马丽萍长期与化学工程打交道,这两个看似完全不同的研究方向,但在马丽萍看来,二者却有着异曲同工之妙。“研究环境学科的出发点与立足依据,实际上是离不开化学化工的,这是研究环境学科的基础。”

有了化学工程奠基,马丽萍在环境科学上的研究进展很顺利,目前已经承担了20多个科研项目。其中,在环境污染治理与固废资源化利用上,磷石膏是马丽萍的研究重点。2007年马丽萍针对磷石膏,主持了“循环流化床高硫煤还原磷石膏制取高浓度SO2联产水泥熟料研究”这一项目。“固体废物本身特性分散,成分又复杂,对其资源化利用的处理上有很大困难。”可即便如此, 马丽萍还是迎难而上,主要对以小型循环流化床(CFB)中存在的高硫煤分解磷石膏制硫酸联产水泥最佳反应工艺、热能循环利用等关键技术问题进行了研究。

经过探索高硫煤分解磷石膏反应影响的因素,针对反应热力学、动力学进行研究并建立相关模型,以及在小型循环流化床(10千克/时)上对高硫煤分解磷石膏反应过程最佳反应工艺、热能循环利用等关键技术进行研究后,马丽萍团队取得了放大设计的关键影响因素及技术参数。该项目已申请国家发明专利10余项,已授权5项;申请国家实用新型专利3项,授权3项。与此同时,项目研究还产生了良好的连带效应,由此形成了固体废物资源化技术研发团队, 并被授予昆明理工大学“固体废物处理与处置创新团队”称号。

聚焦磷石膏迈向科学新征途

取得初步胜利后,马丽萍及团队信心大增。2011年,他们决定继续以磷石膏为中心,开展国家自然科学基金项目“磷石膏低温催化分解及过程物相迁移

研究”的研究。据悉,全球新增磷石膏排放量一年大约可以达2.8亿吨,其中中国占据很大比重,约为5000万吨/年。如果任由磷石膏大量堆放,不仅会占用土地资源,浪费极大的人力、物力和财力,而且会对环境造成污染。马丽萍与团队决定接下来以磷石膏的大规模资源化综合利用为研究突破口。

为此,针对磷石膏分解温度高、能耗大等问题,马丽萍与团队首先确定了Fe-Ni复合催化体系,进而,他们对其催化还原反应机理进行深入研究,并构建对应的反应模型。此外,马丽萍带领团队从反应热力学、动力学两方面着手,再结合FactSage6.1、Born- Haber热力学循环、XRD、XRF、XPS等分析表征手段对磷石膏分解出的产物进行了分析,构建了Fe、Ni催化反应体系, 并基于Fe氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeS等,得到了磷石膏低温催化的5步分解机理,从而最终得出在磷石膏低温催化分解过程中Ca、S的迁移转化路径,并

实地考察

进而提出了相应的缩芯反应模型。

作为项目的负责人,马丽萍用多年的实际行动,为团队成员做出了最好的表率。她也将这份坚持与勤恳带到了学生心中,她明白,身为一名人民教师,就必须时时做到教书育人、言传身教、为人师表,更要时刻以自己的人格、行为去感染学生。马丽萍是这样想也是这样去做的,多年来她一直注意提高自身的素养,在努力工作的同时,也为学生传递正确的学术观念。

平时,她对学生最常说的一句话就是“老老实实做事,踏踏实实做人”。在她看来,科研是一份苦差事,如果一心只想着“名”和“利”,这些是无法从科研中获取的。只有对科研感兴趣, 对环境科学抱有热爱,才能在科研这条路上一直走下去。与此同时,除了踏实肯干,科研中自然少不了鼓励的成分。她表示,培养学生不能一味打压,一定要把学生对科研的积极性调动起来,才能让学生真正在科研中获得研究乐趣。

人们常说,五十而知天命。如今,马丽萍也迎来了人生的这个阶段,她未来的科研目标也逐渐变得更加清晰明了。今后,她仍会与团队继续打牢科研基础,力图将研究出的技术与产品实现工程化运用,一直保持“在路上”的研究心态,实现那份悠悠赤子报国心。

出国交流访问

2019年5月 科学中国人
宋洁