党的十九大以来,树立和践行“绿水青山就是金山银山”的科学理念,成为统筹环境保护与经济发展关系的战略思维。生产建设活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘等典型环境污染物的高效治理技术已成为当前污染防治领域的重要课题。大气压低温等离子体,可在常温、常压下获得传统物理、化学和生物技术难以实现的物理化学效应,在环境污染物治理领域显现出巨大的应用价值和发展潜力,是多学科交叉创新的前沿课题。
本人从2009年起,一直从事大气压放电等离子体基础理论及污染治理技术的研究。2019年在中国电工技术学会的推荐下有幸入选了第五届中国科学“青年人才托举工程”,这对我而言无疑是莫大的荣幸与肯定。入选青托项目以来,中国科协和中国电工技术学会为我提供了宝贵的科研平台和平台,更为我个人的成长和发展注入了强大的动力,成为我科研道路上的重要转折点。在学会的大力支持下,疫情期间我承办了中国电工技术学会青年云沙龙“高压与等离子体能源、环境和健康”以及“静电与等离子体清洗交流论坛”等线上活动。这些活动不仅使我得以深入接触学术和行业前沿,更成为了我分享团队研究成果、拓展学术视野的绝佳机会。通过这些活动的承办,我更加深刻地认识到科研工作的重要性与价值,也更加坚定了自己从事科研工作的决心和信心。
在科研道路上,我始终秉持着探索创新的精神。在邹积岩教授和吴彦教授两位托举导师的悉心指导下,我围绕高活性等离子体形成、等离子体高效耦合催化方法、等离子体污染治理关键技术与装备研制等科学和技术问题开展了深入、系统研究。围绕气体放电种子电子产生和高能电子形成问题,构筑了基于电子隧道效应和场致发射的“三明治”结构氧化物阴极,首次提出利用微孔氧化物修饰阴极诱发大气压马尔特效应的方法,显著提升了阴极释放二次电子能力,为大气压放电等离子体技术应用奠定了重要的理论基础。围绕等离子体中低活性理化效应的高效利用难题,揭示了等离子体中理化效应诱导表面催化反应机制,成功研发了可同时高效激活等离子体中低活性理化效应的催化剂,显著提高了污染物的降解效率和能量效率。围绕强化等离子体与污染物之间的反应过程,双频耦合激励非对称电极的等离子体发生方法,优化活性粒子空间分布,实现活性物种与污染物分子的“阶梯”反应,攻克了有机废气矿化率低、长时间放电稳定性差等技术瓶颈。
在深耕基础理论和探索关键技术的同时,我逐步将理论研究成果推向工程应用。近年来,与中石化安工院合作成功研发了具有自主知识产权的低温等离子体净化挥发性有机废气(VOCs)技术和装备。这项技术攻克了具有组分复杂、浓度波动大等特征的石化行业VOCs废气处理难题。这项技术已在多家石化企业实现示范应用,取得了显著的环保效果和经济效益。同时,该技术还获得2021年中国化工学会科学技术二等奖,为推动我国低温等离子体治理低浓度VOCs技术工业化应用奠定了技术和实践基础。
衷心感谢中国科协和中国电工技术学会这三年来对我的支持和培养。在这宝贵的三年时光里,我深刻体会到了作为青年科技工作者的使命与担当。在追寻学术研究的道路上,我深知既要仰望科学的星空、勇攀科研的高峰,敢于直面并挑战“卡脖子”难题;又要脚踏实地,紧密关注社会与环境的实际需求,确保每一项科研成果都能转化为解决实际问题的利器。