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专注新型分离膜及过程耦合强化 推动化工分离技术创新发展——大连理工大学化学工程系姜晓滨教授
2020-06-19
姜晓滨，1984年生，工学博士，教授，博士生导师，大连理工大学化学工程系副主任。兼任辽宁省石化行业高效节能分离技术工程实验室副主任、中国海洋学会海水淡化与水再利用分会青年专家委员会委员、中国化工学会化工过程强化专委会青年专家委员会委员。近年来以“新型分离膜及过程耦合强化”为研究方向，提出功能化膜界面非光学物理响应机制，建立了均匀二维高精度传质模型，实现膜过程系统耦合强化，取得了富有特色的理论和应用成果，为化工分离过程领域的发展作出了贡献。
在化工及材料领域期刊发表SCI论文52篇，EI论文60篇；授权发明专利11项（一种亲疏水性梯度变化的复合膜制备方法，ZL201710130551.3；一种膜辅助成核的冷却结晶方法，ZL201710435278.5，等），申请PCT国际专利2项，实现工业应用多项。受邀撰写了《膜技术手册》“膜结晶”章节。作为主要完成人，荣获国家科技进步奖二等奖（2018年）、国际发明展特别金奖（2017年）、中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖（2017年）等。荣获侯德榜化工科学技术青年奖、全国石油和化学工业优秀科技工作者、大连市青年科技之星等荣誉称号。作为重点领域创新团队的核心骨干，其研究方向有力推动了团队及平台建设。
1 致力膜结晶过程研究，开拓新领域
在功能膜界面非光学成核响应及调控方面，姜晓滨教授基于“晶核堵塞膜孔‐跨膜通量骤降”的灵敏连锁效应，提出利用结构高度均一微孔膜的选择透过性，使溶质在膜表面浓缩结晶，建立了全色级体系成核检测的非光学新机制。该项成果同时突破了现有光学方法不能检测高色级体系成核、不能检测小于200 nm初始晶核的关键瓶颈，自主开发了“膜界面‐核心组件‐检测方法”成套创新技术。基于该项创新研究，所在团队获批国家重大科研仪器研制项目，姜晓滨担任项目组副组长，成功研发了膜界面成核检测原理性样机。
在亚微米尺度二维传质控制理论方面，姜晓滨教授提出具有微尺度通道的膜界面二维传质新方法，替代原有结晶器内三维多相界面的随机梯度传质，突破了现有传质技术和装备的关键控制瓶颈，实现亚微米级高精度混合和浓度控制；通过构建膜界面上二维界面的稳定传质梯度，传质尺度由原有的毫米级减小到亚微米级，混合效率提高了1个数量级以上，体系浓度调控精度提高1～2个数量级，从本质上保障了二维界面的时空调控精度与结晶成核的准确匹配，为进一步实现膜分离过程强化打下了坚实基础。
在膜过程耦合强化及应用方面，提出建立膜界面微尺度力场‐浓度场耦合模型，提出高效耦合分离调控区的概念，开发了表面高选择传质和杂质梯级迁移分离协同强化工艺，实现高端化学品超纯分离和化工资源膜法综合回收。该项成果揭示了膜耦合过程存在高效调控区，可实现超高纯度晶体产品的快速分离和高效精制；提出的膜过程耦合强化理论，成为多技术耦合膜分离流程的拓扑结构设计的基础理论，实现多技术协同增效。
2 组织化工领域国际会议，建立新的学术交流平台
姜晓滨教授连续3年担任化工领域国际会议——美国化学工程师学会年会（AIChE年会）分会主席，提出设立“先进膜分离主题会议”，获AIChE化工分离大区组委会批准。2018年，鉴于其出色的组织工作及在新型结晶分离技术领域的学术贡献，姜晓滨教授被遴选为颗粒分离主题会议联合主席。2018年AIChE年会上，姜晓滨教授联合国际专家评选了来自10余个国家和地区的2个邀请报告、21个口头报告和15个海报，会议组织工作获化工分离、食品医药两个大区主席的充分认可，提出2019年姜晓滨教授作为会议主席主持并组织这两个专题会议，充分证明了我国膜结晶和过程调控研究受到广泛的国际认可，有力推进了学科交叉创新。
此外，姜晓滨教授担任2017年和2019年中国化工学会年会“化工分离过程论坛”秘书长。该分会将国内膜分离、精馏、结晶、萃取、吸收、吸附以及过滤等新型分离和传统分离技术的多领域专家学者集中在一个论坛，展开充分的领域交叉融合创新，是非常重要的一次创新举措，对发展化工分离学科有重要的意义。
随着化工、医药、电子等国民经济支柱产业的高端化绿色化进程不断推进，传统的分离过程已经不能兼顾高效分离与经济、环保的多重需求。“十三五”国家“石化和化学工业发展规划”“工业绿色发展规划”把分离膜与膜过程作为重点创新领域。姜晓滨教授以“新型分离膜及过程耦合强化”为研究方向，通过不懈努力，取得了系列重要创新，为膜化工分离技术创新发展作出了贡献。以其科研成果为核心的科技项目，实现了电子级磷酸、高纯车用尿素等高端化学品制备、大规模化工资源膜法综合回收等工业应用，关键分离过程能耗降低10%以上，累计创效益超过3.5亿元/年。
