颜枫:见到漫天飞舞的粉煤灰时,我感受到了肩上的责任和重担
文 颜枫
• 颜枫 清华大学环境学院2013级博士研究生
首先和大家唠唠我是干啥的。我其实就是一个搞“渣”的,虽然我并不“渣”,同时我也是治理“雾霾”的。
我的工作就是立足燃煤电厂内部,解决两类污染问题:第一,针对固体废物粉煤灰,研究其资源化处理处置技术;第二,针对燃煤烟气排放的CO2、SO2和氮氧化物,研究温室气体CO2减排技术。
基于上述两个目标,我首次提出了粉煤灰合成有序介孔硅铝材料及残渣吸附CO2系列技术。
首先从粉煤灰中回收SiO2,再回收Al2O3,最后把残渣原位用于循环CO2吸附,从而在燃煤电厂内部,实现了粉煤灰的高值资源化处理处置,及燃煤电厂CO2减排的目标。
下面和大家分享一下我博士期间的曲折经历与故事。
颜枫的经历
我的故事始于2012年9月。
我在推研面试的时候和老师们说:“中国环境领域需要一批为科研而执着奋斗下去的人,而我愿意成为其中的一员。”从此,我的科研生涯就开始了。
最初,我的课题并不是搞“渣”的,那时候我其实是研究太阳能产业相关技术的。
这幅图是从硅灰石生产太阳能电池板的技术路线,大家可能看不太明白,没有关系,因为我到现在也没看太明白。但是,我们需要注意的是,在这个过程中,会产生一种污染物,叫做四氯化硅,并且每生产1 t多晶硅,就会产生18 t的四氯化硅。
颜枫最初的课题
那么这个四氯化硅有多厉害呢?在座的各位有没有喝过盐酸的啊?我估计是没有,但是我吸过!而且一次吸四份!
什么意思呢?四氯化硅极容易挥发,一分子的四氯化硅在口腔内与唾液反应,能产生四分子的盐酸,因此我一次吸了四份盐酸。所以,四氯化硅会对生态环境和人体健康造成严重的威胁。
不过那时候刚刚许下诺言,硬着头皮也得干啊!凭着一腔热血,我终于完成了“SiCl4气相水解合成纳米SiO2技术研究”,并建立了示范工程实现连续生产。
我们成功地将四氯化硅废物变成了高价值的纳米SiO2材料,正当我得意扬扬之时,遥远的西方传来一声晴天霹雳。
欧盟对华实施了反倾销税,这一经济措施对我有什么影响呢?
为了降低生产成本,我国多晶硅生产线进行了工艺改进,SiCl4可重新用回到生产线中,因此SiCl4不再是废物!
这对于光伏产业绝对是一个振奋人心的好消息,但对于我,我当时真是崩溃了。
我能怎么办?我只能选择奔跑。那两个月,我每天在操场奔跑,努力让自己心情平复。
这时候,导师也积极帮我寻找未来科研方向,蒋老师和我提议,试试粉煤灰资源化相关的技术研究。
我的大牛师兄两年前也站在这个舞台上分享过他的故事,可是我在和他交流的时候,他调侃道:颜枫啊,粉煤灰资源化是个好方向啊,好好干!我估计发个《中国粉煤灰》(EI)没啥问题的。
啥?《中国粉煤灰》是什么?说好的SCI论文呢!
经历初次挫折
一想到我的未来就要面对一堆“渣”,自己可能也会变成“渣”,我当时的内心对粉煤灰其实是拒绝的。
但是,当我去到粉煤灰堆场的那一刻,我被震撼到了。
我第一次见到漫天飞舞的粉煤灰,突然感受到了自己肩上的责任和重担,于是我决定接下这个科研课题。
重新上路
接着,我迅速投入粉煤灰资源化技术的研究,并确立了将其用于CO2捕集的应用思路。
传统上,吸附CO2一般采用CaO材料循环吸附,但是CaO材料在高温循环过程中不稳定,会迅速失活。
当时,我的师兄就提出了“沸石钙基CO2循环吸附材料”的研究思路,因此我们希望先用粉煤灰制备稳定的沸石材料,再将活性CaO负载在上面,从而提高CaO的稳定性,同时还能实现CO2的吸附活性。
但是,当我用了6个月时间,实现了粉煤灰制备沸石,并负载CaO时,出事了!我们发现,沸石基体虽然稳定,但是沸石基体+活性CaO会发生反应,导致CaO失活,因此制备的材料完全不吸附CO2。
难道我前面6个月的活都白干了?我的心好痛!
事情当然不会就此结束,否则我今天也不能站在这里和大家分享我的故事。
在和导师的探讨中,我们突然想到,稳定的粉煤灰没有错,错的是我们使用的方式。
于是为了避免CaO失活,同时提高CaO稳定性,我们将粉煤灰添加量从50%降低到10%;粉煤灰的作用也从基体结构变为了稳定剂。
实验终于成功了,两篇高水平SCI很快发表。
惊喜降临
这时候,站在十字路口,我与导师的科研思路发生了激烈的冲突。导师希望我能围绕粉煤灰资源化继续开展研究,毕竟10%的添加量并没有真正解决粉煤灰资源化的问题。
但是,我希望围绕CO2捕集继续开展工作,毕竟这意味着SCI论文,意味着奖学金,意味着我能早一点走上这个舞台。所以那时候我真的很不开心,甚至很崩溃。
在激烈的冲突面前,我能怎么办?我只能继续奔跑,那两个月我绕着校园跑跑停停,思考着未来与人生。
再次上路
就在跑步的过程中,导师的一句话让我下定了决心,他说,“只为发表高水平论文的研究是脱离实际的,也绝对不是我们应有的追求”。回想2012年9月,我当初的理想就是希望通过我的研究解决环境问题,既然有这么严重的污染物需要探索其资源化技术,就应该暂时放下个人荣誉,踏实开展研究。我的导师终于露出了欣慰的笑容。
于是,我重新上路,埋头苦干三年,终于研发了粉煤灰回收硅铝元素、制备有序介孔纳米硅铝材料、残值循环吸附CO2等系列技术,从而在燃煤电厂内部,实现了粉煤灰的高值资源化和CO2的原位减排利用。
最后,我想说,在这6年间,我虽然遭受挫折,但是理想和爱情让我一次次鼓足勇气,翻越山丘。
在追求事业的路上,不妨留意身边的缘分,寻找一个拥有共同理想的人,一起奔向未来,是非常重要的;否则,有一天你事业成功时,才发现可能已经无人等候。
生活不止事业
我和她相识于2011年的5月15日,学院团代会后的娱乐活动,让我们有机会聊起彼此的理想,一个幻想保护地球的她和一个爱科研的我,因为“环境”这个词,而迅速走到了一起。
两周后的“六一儿童节”前夕,我们在一起了。
6年后,她已经去了环保企业,而我走在了科研的路上,因此我们决定相守走过一生。
在2018年的婚礼答谢宴上,我们共同许下誓言:祖国碧水蓝天之日,就是你我功成名就之时。
故事未完待续
习总书记说,绿水青山就是金山银山,并且鼓励我们撸起袖子加油干,一张蓝图绘到底。
我认为,有理想、有坚持,属于我们的碧水蓝天终会到来!未来,我将继续为环境科研事业执着奋斗终生!
懂得感恩
最后,感谢学校9年的培养,感谢导师的悉心指导,感谢团队的力量,感谢所有在身边为我们默默付出的人们!