既要持續(xù)發(fā)展，也要綠水青山

龐貝 喬占衛(wèi)

2015年，齊魯工業(yè)大學制漿造紙科學與技術教育部重點實驗室獲國家科技發(fā)明二等獎。此前的2011年，該實驗室獲國家科技進步二等獎。

四年兩獲國家獎，這是一個怎樣的團隊？

在倡導綠色低碳的今天，從事排污大戶造紙行業(yè)的研究，既要持續(xù)發(fā)展，又要綠水青山，他們肩負著怎樣的使命？

以產業(yè)升級和綠色低碳為發(fā)展方向

紙在人們生活中不可或缺，造紙是僅次于電信和鋼鐵的第三大產業(yè)，是國家經濟發(fā)展水平的重要標志之一。但是，紙的制造過程給我們賴以生存的地球帶來了嚴重的環(huán)境污染。

在創(chuàng)新蔚然成風、新技術紛紛涌現的今天，在整個社會開始倡導綠色低碳的當下，從事排污大戶的造紙行業(yè)，齊魯工業(yè)大學制漿造紙實驗室以何種姿態(tài)適應社會認知節(jié)奏并開拓進??？擁有一批業(yè)內青睞的創(chuàng)新成就，他們因何能夠脫穎而出，四年內兩次登上國家獎勵的殿堂？

齊魯工業(yè)大學制漿造紙科學與技術實驗室成立于1995年，2006年經山東省科技廳批準，成為山東省重點實驗室，同年進入山東省十個強化建設的重點實驗室行列。2007年開始籌備建設制漿造紙科學與技術省部共建教育部重點實驗室，2010年11月通過教育部驗收，成為我國該領域內唯一一個教育部重點實驗室。

2013年，以該重點實驗室為主要依托，齊魯工業(yè)大學獲批建立山東省高等學校“輕工生物基產品清潔生產與煉制”協(xié)同創(chuàng)新中心，該中心面向主導產業(yè)和戰(zhàn)略性新興產業(yè)，涵蓋整個造紙產業(yè)鏈及生物質產業(yè)。另外，依托該重點實驗室，建設了3個省級工程技術中心，分別是山東省制漿造紙清潔生產技術研究中心（2007年獲批），銅版紙技術中心（2007年獲批）和新聞紙技術中心（2007年獲批）。

造紙污水主要來自于造紙工業(yè)生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。為了將現有制漿造紙技術升級換代，使之朝綠色高效方向發(fā)展，實驗室圍繞以下五個方向展開了研究：

植物資源化學工程與木質纖維基功能材料：基于我國植物纖維資源結構特點及國內外植物組分分離與精制技術研究現狀，研究主要集中于不同植物資源中木素和纖維素的分離及超微結構、制漿過程中木素遷移及結構變化、細菌纖維素的合成機理、玉米秸稈的組分分離與半纖維素純化、離子液體預處理引發(fā)的生物質結構變化、新型紙基功能材料及納米纖維素復合材料等領域；

纖維資源的制漿造紙?zhí)匦耘c生物技術：致力于生物質資源的高效、綜合利用研究，在植物纖維原料化學組分在自水解過程中的溶出機制及結構變化、木質素解聚物和纖維素酶相互作用、制漿預水解過程廢液中糖類物質的提取和純化，以及纖維素的RAFT接枝共聚改性及其在造紙中的應用、漆酶催化的殼聚糖基功能材料的制備、納米纖維素的吸附性能等方面進行了深入探索；

制漿造紙與生物質精煉綠色化學技術：主要研究研究植物纖維分離與煉制過程中新型的綠色化學技術、生物技術及其相關科學問題，包括高得率清潔制漿漂白技術、廢水處理技術、制漿造紙過程節(jié)能減排、固體廢棄物資源化利用技術，利用物理化學或生物化學方法實現生物質資源的高效轉化與精煉制備高附加值生物化工材料（如木糖、糠醛等）；

濕部化學與造紙化學品：造紙化學品的合理、高效使用對于降低原料消耗、減少有害物質的使用和排放、提高生產效率有極大的促進作用，也成為造紙工作者的重要研究課題之一，工作主要集中在造紙施膠劑新型Pickering乳液方面的研究，主要就小分子胺改性鋰皂石穩(wěn)定烷基烯酮二聚體、烯基琥珀酸酐乳液進行了系統(tǒng)的理論及應用研究。此外，在新型光催化劑方面的研究進展順利，利用傳統(tǒng)的造紙技術，制備可循環(huán)利用、易回收的光催化劑；

功能紙技術與裝備：主要研究涂布加工紙、非纖維功能紙制品、植物纖維改性等功能紙及專用化學品；整個造紙過程的工藝研究；制漿造紙過程的自動檢測技術、現代控制理論、計算機控制技術以及制漿造紙生產設備的設計制造技術及相關理論。研究工作主要集中在特種紙機裝備、特種紙的制備技術、防偽功能紙、無機纖維紙和溶解漿等方面。

四年兩獲國家獎，寫就創(chuàng)新傳奇

近年來，隨著環(huán)保意識的加強，發(fā)展循環(huán)經濟，走綠色低碳之路成為造紙工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。自2011年以來，實驗室進入創(chuàng)新發(fā)展快速軌道，創(chuàng)新成果不斷涌現，取得了一系列標志性成果。

速生闊葉材的高效高值化利用

實驗室通過“速生闊葉材制漿造紙過程酶催化關鍵技術及應用”這一項目，創(chuàng)新了速生材高得率漿酶催化低能耗制漿技術，木漿酶催化生物漂白、凈化與精制新技術，木漿纖維酶催化生物帚化和純化技術，酶催化生物濕部調控和配抄紙基新材料技術。自主研究開發(fā)了酶促磨漿技術、酶促消潛技術、酶助漂白技術、酶精制紙漿技術等一系列制漿造紙酶催化綠色新技術，得到國內外同行專家廣泛認同，整體技術達國際領先水平。獲授權專利31項，發(fā)表論文166篇，出版專著3部，并獲2015年度國家技術發(fā)明二等獎。

該技術在世界造紙十強企業(yè)晨鳴紙業(yè)集團和國內龍頭企業(yè)太陽紙業(yè)股份有限公司等20余家骨干企業(yè)推廣應用，實現了速生闊葉材的高效高值化利用，產生了重大的經濟效益和社會效益，推動了造紙行業(yè)的科技進步。

造紙纖維組分的選擇性酶解技術及其應用

該項目利用生物技術對傳統(tǒng)造紙工業(yè)節(jié)能減排的關鍵環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新性研究，圍繞造紙纖維組分的選擇性酶解技術開展研究，解決了相關技術問題。獲授權專利8項，發(fā)表論文120余篇。并獲2011年度國家科技進步二等獎。

該技術已在進入世界造紙企業(yè)60強的華泰紙業(yè)、晨鳴紙業(yè)和太陽紙業(yè)的現代化生產線上獲得應用，并在全國20余家企業(yè)推廣。

速生楊高得率漿的酶精制與配抄關鍵技術

該技術以國產速生楊木為研究對象，構建高得率漿的酶法降耗消潛技術，實現降低磨漿能耗、改善紙漿質量、提高速生楊高得率漿配抄比例和降低超級壓光紙生產成本的目的，為速生楊生產優(yōu)質高得率漿提供技術支撐。獲發(fā)明專利6項，出版學術專著2部，發(fā)表論文50余篇。2012年獲教育部科技進步一等獎。

該技術先后在山東晨鳴紙業(yè)集團股份有限公司、華泰集團有限公司、山東太陽紙業(yè)集團、中冶紙業(yè)銀河有限公司等12家企業(yè)獲得推廣應用，產生了重大的經濟效益和社會效益。

速生楊高得率漿的酶精制和配抄高檔銅版紙關鍵技術

該項目圍繞速生楊高得率漿的酶法精制以及與化學漿配抄高檔銅版紙的關鍵技術開展研究，通過酶精制技術提高了高得率漿的性能，使強度性能指標（裂斷長、撕裂指數、耐破指數和耐折次數等）提高了15%以上，配抄高檔銅版紙時，化學漿配比減少了10%，有效降低了銅版紙生產成本。獲發(fā)明專利6項，出版學術專著1部，發(fā)表論文40余篇。2011年獲山東省科技進步一等獎。

這一成果分別在山東晨鳴紙業(yè)集團股份有限公司和華泰集團有限公司預處理堿性過氧化氫機械漿（P-RC APMP）和漂白化學熱磨機械漿（BCTMP）生產線和銅版紙機上進行了速生楊高得率漿酶精制和配抄高檔銅版紙的生產試驗和大生產應用，成紙質量符合相關標準的要求，取得了預期效果。3年累計實現利稅20.5億元，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

此外，“速生材綠色高效制漿和配抄紙基新材料關鍵技術”針對國產木材原料存在的關鍵共性問題改革制漿技術，開發(fā)紙基新材料，實現國產木材資源的高效高值利用。先后在20余家企業(yè)推廣應用，近三年實現新增利稅33億多元，利潤25億多元。獲授權專利22項，發(fā)表論文162篇。并2014年獲山東省技術發(fā)明一等獎。

“高效造紙化學品的制備和應用”系列技術先后在多家造紙化學品公司生產，累計實現新增利潤4億元。獲發(fā)明專利10項，發(fā)表科技論文40余篇。

基于造紙產業(yè)轉型升級中的產品結構調整的需求，開發(fā)新型的紙基功能材料新產品和關鍵裝備具有重要的實踐意義。鑒于此，實驗室開展“紙基功能材料研制與關鍵裝備”項目研究。目前，這一方向產學研合作成果豐碩：高性能電池隔膜紙生產技術已在山東萊州聯友金浩新材料有限公司工業(yè)化應用；制漿造紙關鍵技術與裝備的研究開發(fā)項目，已與山東諸城大正機械有限公司開展多項工業(yè)化技術合作；熱升華紙制備工藝技術已在浙江德清德包裝印刷有限公司進行中試應用；涂布法環(huán)保杯紙生產技術已在山東濟寧漢源生物科技有限公司實現中試生產；環(huán)保阻燃壁紙項目在東嵐高科（青島）有限公司完成中試。

憑借強勁的創(chuàng)新實力，“十二五”期間，實驗室共獲國家技術發(fā)明二等獎1項，國家科技進步二等獎1項，教育部科技進步一等獎和山東省科技一等獎3項，其他獎勵10余項；承擔國家級研究課題30余項、省部級研究課題50余項；獲國家授權發(fā)明專利57件；在國內外學術刊物上公開發(fā)表論文1200余篇。

2011年以來，實驗室立項國家科技支撐計劃、國家自然基金等國家級項目30余項；山東省自主創(chuàng)新重大計劃項目3項；山東省自然科學基金等主要縱向項目32項，科研總經費2000余萬元。與企業(yè)合作的主要橫向項目60余項，合同金額達3000余萬元。這些項目中的大多數已經在企業(yè)推廣轉化，為企業(yè)創(chuàng)造了數億元的經濟效益。其中，國家自然科學基金項目（2014年獲5項、2015年獲6項）連續(xù)兩年在獲得數量和資助金額上均居于全國同類高校前茅，表明實驗室在國家基礎研究層面具有很強的競爭力。

2011年以來，實驗室發(fā)表被三大索引收錄論文160余篇，其中SCI論文70余篇，授權發(fā)明專利60余項。論文和專利成果的數量和質量都有了明顯的提高，其中專利成果多項已經進行成果轉化，成為提升企業(yè)技術水平和產品競爭力的有力保障。

科研梯隊完善，創(chuàng)新氛圍優(yōu)良

目前，實驗室已經基本建成了一支學術水平高，科研、教學能力強的研究隊伍。陳嘉川教授任實驗室主任，陳克復院士擔任實驗室學術委員會主任，在他們領導下，實驗室現有固定教學、科研人員55人，其中教授23名，副教授22名，博士生導師3名，碩士生導師32名。有15人具有國外高校或科研機構學習或合作研究經歷，70%以上的人員是30至45歲之間的青年博士。已形成了一支學術水平高、研究方向明確、結構合理、科研能力強的研究隊伍。

研究隊伍中有新世紀百千萬人才工程國家級人選4人，國家杰出青年科學基金獲得者1人，享受國務院政府特殊津貼專家4人，教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃入選者1人，國家有突出貢獻的中青年專家1人，山東省有突出貢獻的中青年專家4人，“泰山學者”崗位特聘教授1人，山東省教學名師1人。另外，引進高層次學術人才4名（如美國北卡州立大學的Lucia教授和加拿大新布倫瑞克大學的王鋒教授等）。

目前，制漿造紙工程專業(yè)擁有工學碩士、工程碩士、同等學力碩士學位授予權，承擔本科和研究生的培養(yǎng)工作。在校本科生共計482人，研究生數量77人；2011年以來，本科生畢業(yè)共計670人，研究生畢業(yè)共計111人。山東省是造紙大省，行業(yè)基礎好，大部分畢業(yè)生都進入了國內知名造紙及相關企業(yè)就職，如山東晨鳴紙業(yè)集團有限公司、山東華泰紙業(yè)有限公司、山東太陽紙業(yè)有限公司等，重點實驗室在人才培養(yǎng)過程中起到了很重要的支撐作用。

實驗室積極拓展研究視野，采取“請進來”和“走出去”兩條腿走路的策略，一方面，邀請本領域內國內外高校和企業(yè)的知名專家來校進行學術交流，開闊本實驗室科研人員的思路和眼界；另一方面，創(chuàng)造機會讓教師“走出去”，鼓勵骨干教師參與兄弟院校和企業(yè)的科研項目，通過交流在實踐中提升服務行業(yè)的能力。近年來，共邀請國內外科研院所、企業(yè)專家學術交流100余人次，本實驗室骨干科研人員前往企業(yè)進行技術交流300余人次，參與國內外學術會議200余人次，通過“請進來”和“走出去”提升自身服務行業(yè)的能力，同時也提升了實驗室在造紙領域內的知名度，為更好的進行產學研服務造紙產業(yè)的轉型升級提供了有力條件。

黨的十八大提出生態(tài)文明建設后，擺脫“污染代名詞”的尷尬境遇，守住綠水青山，建設美麗中國，已成為造紙行業(yè)的業(yè)內共識。采用革命性技術，大幅降低污染物排放，齊魯工業(yè)大學制漿造紙科學與技術教育部重點實驗室的“綠色保衛(wèi)戰(zhàn)”還在上演。