促風(fēng)煙俱凈 守藍(lán)空萬(wàn)里
——記昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授李凱

□ 宋 潔

團(tuán)隊(duì)合影

云南位于我國(guó)西南的邊陲，兼具低緯氣候、季風(fēng)氣候、山原氣候的特點(diǎn)，自然資源品種多樣化，是人類(lèi)文明重要的發(fā)祥地之一。因歷史文化悠久，自然風(fēng)光絢麗，氣候溫度適宜，云南一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)旅游的首選地之一。

然而，云南的生態(tài)卻是極其脆弱的。我國(guó)工業(yè)化時(shí)期的產(chǎn)業(yè)布局和改革以后的產(chǎn)業(yè)大多以自然資源的開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向，由此導(dǎo)致云南省的產(chǎn)業(yè)對(duì)自然資源十分依賴(lài)，隨著對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)和云南工業(yè)的發(fā)展，其生態(tài)環(huán)境也受到了不同程度的污染和破壞。其中大氣污染是主要的環(huán)境問(wèn)題之一。

云南的大氣污染物主要有塵(粉塵、降塵、煙塵) 、二氧化硫、氮氧化物及一些具有地區(qū)性特征的大氣污染物，其中塵污染和局部性特征污染十分突出。多年來(lái)，昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授李凱一直關(guān)注云南省的大氣污染狀況，針對(duì)云南的大氣污染特點(diǎn)積極展開(kāi)大氣污染防治技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究，竭盡全力為云南的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

做“得寸進(jìn)尺”的鉆研者

俄國(guó)著名生理學(xué)家巴甫洛夫說(shuō)過(guò)：“科學(xué)的未來(lái)只能屬于勤奮而謙虛的年輕一代。”這句話在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越有所體現(xiàn)，越來(lái)越多的青年科研者在科學(xué)研究中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

2018年6月，李凱正式從昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授晉升為教授，彼時(shí)他才32歲，已經(jīng)任博士生導(dǎo)師1年了。從學(xué)生到教授，從青澀到成熟，是他的堅(jiān)持將這些年串聯(lián)起來(lái)形成了一段快速而又充實(shí)的成長(zhǎng)歷程。

2005年的夏天，李凱從天津靜海一路南下來(lái)到云南昆明求學(xué)。在這之前，盡管李凱已經(jīng)對(duì)我國(guó)的環(huán)境污染有了一定的了解，但直到他真正走入昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境工程系的課堂，他才意識(shí)到我國(guó)的環(huán)境保護(hù)有多迫切。也就是在這時(shí)，用科研改善環(huán)境的夢(mèng)想種子悄悄根植于心底。

本科期間，李凱接觸到大氣污染控制技術(shù)，他投身其中，勤勉地鉆研相關(guān)知識(shí)。在學(xué)術(shù)氛圍濃厚的昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，4年的時(shí)間一晃而過(guò)，這對(duì)李凱來(lái)說(shuō)是過(guò)于短暫的學(xué)習(xí)時(shí)間，所以他決定繼續(xù)留在母校深造并一口氣讀完了碩士和博士，在博士生畢業(yè)時(shí)他還獲得了云南省優(yōu)秀畢業(yè)生和云南省三好學(xué)生的榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，其博士論文也獲得云南省優(yōu)秀博士論文。

其實(shí)學(xué)生時(shí)代的李凱已經(jīng)凸顯出了他的科研才能，在2010年到2012年間，他總共獲得包括昆明理工大學(xué)“特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”獎(jiǎng)學(xué)金、昆明理工大學(xué)第三屆學(xué)術(shù)科技節(jié)先進(jìn)個(gè)人、昆明理工大學(xué)研究生學(xué)術(shù)科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、昆明理工大學(xué)研究生學(xué)術(shù)科技成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等10多項(xiàng)榮譽(yù)。

畢業(yè)后的李凱順理成章地選擇了留在母校展開(kāi)教學(xué)工作和從事大氣污染控制技術(shù)研究。選擇留校，一是他本人對(duì)母校有著深厚的感情；二是昆明理工大學(xué)是全國(guó)最早設(shè)立環(huán)境工程系的院校之一，在環(huán)境污染防治方面有著深厚的科研歷史和雄厚的科研資源，足以讓他自由地施展拳腳。

工作至今，李凱堅(jiān)持在黃磷尾氣中有機(jī)硫的協(xié)同脫除技術(shù)及機(jī)理研究、冶煉煙氣、燃煤煙氣氣態(tài)污染物聯(lián)合脫除催化劑的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用、低溫等離子體協(xié)同催化脫除氣體污染物技術(shù)研究等領(lǐng)域進(jìn)行鉆研并取得了很多突破性成果。

如今，除了教授這一身份，李凱還是昆明理工大學(xué)學(xué)科方向團(tuán)隊(duì)“燃煤煙氣凈化及資源化”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人和美國(guó)能源部項(xiàng)目組成員。他已經(jīng)參與國(guó)家自然科學(xué)基金、原國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、省基金、?；痦?xiàng)目等10余項(xiàng)項(xiàng)目，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目4項(xiàng)，并以第一作者或者通訊作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中35篇被SCI收錄；以第一發(fā)明人申請(qǐng)專(zhuān)利50余項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利8項(xiàng)。主編出版學(xué)術(shù)專(zhuān)著5部。

2018年6月，李凱入選云南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)啟動(dòng)的首屆“青年人才托舉工程”，同年8月，李凱教授入選云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人才。

做“永不知足”的科研者

我國(guó)的大氣污染物主要來(lái)源于工業(yè)廢氣排放、汽車(chē)尾氣、生活燃煤等，分為顆粒狀污染物和氣態(tài)污染物。在大氣污染防控上，除了國(guó)家政策的保障更重要的是技術(shù)上的支持?！澳壳白畛Ｓ玫拇髿馕廴疚锟刂妻k法是將污染物轉(zhuǎn)化成危害更小、處理更方便、可進(jìn)行資源回收利用的低毒低害甚至無(wú)毒無(wú)害的產(chǎn)物?！崩顒P說(shuō)。

“十二五”期間，我國(guó)磷化工行業(yè)重點(diǎn)針對(duì)基礎(chǔ)和通用產(chǎn)品的生產(chǎn)開(kāi)展節(jié)能、降耗、減排，實(shí)施清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，降低生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。

這一時(shí)期，李凱主持了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“生物炭載體催化劑同時(shí)催化脫除黃磷尾氣中H2S、COS和CS2研究”。

我國(guó)是全球第一大磷化工生產(chǎn)國(guó)，而磷化工是云南省的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，目前云南省黃磷生產(chǎn)企業(yè)占全國(guó)總數(shù)的三分之一。其中，黃磷是精細(xì)磷化工的基礎(chǔ)原料，也是高端磷產(chǎn)品的必需原料。但是目前國(guó)內(nèi)黃磷生產(chǎn)仍然存在高污染、高能耗的現(xiàn)象。李凱表示：“實(shí)際上，黃磷生產(chǎn)過(guò)程中伴隨大量富含CO混合氣體的生成，每生產(chǎn)1t黃磷約產(chǎn)生2500～3000Nm3的尾氣，其中CO含量高達(dá)85%～95%。所以，黃磷尾氣是很好的化工原料和二次能源，尾氣通過(guò)凈化處理，可以生產(chǎn)一系列的碳一化工產(chǎn)品?！?/p>

然而，黃磷尾氣中的含硫雜質(zhì)氣體是影響碳一化工的有害物質(zhì)，用黃磷尾氣作碳一化工原料氣時(shí)必須去除H2S、COS、CS2等含硫雜質(zhì)氣體。針對(duì)這一問(wèn)題，李凱帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目前期采用催化水解法對(duì)COS、CS2的脫除開(kāi)展了相關(guān)研究。由于黃磷尾氣中本身含有一定量的水蒸氣，因此水解法的能耗較低。

而對(duì)于黃磷尾氣中H2S的脫除，團(tuán)隊(duì)利用黃磷尾氣中0.5%～1%的微量氧氣，使H2S在催化劑的催化作用下氧化為單質(zhì)硫，由于催化劑對(duì)單質(zhì)硫的吸附量遠(yuǎn)比H2S大，氧化生成的硫被吸附在催化劑表面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)氣體H2S的深度凈化。失效后的催化劑可經(jīng)過(guò)再生后重新使用，再生過(guò)程中亦可回收硫磺副產(chǎn)品。

目前，李凱帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃磷尾氣中H2S、COS和CS2的同時(shí)脫除。而實(shí)現(xiàn)對(duì)黃磷尾氣中H2S、COS和CS2同時(shí)推脫的充要條件就是要擁有對(duì)3種含硫氣體脫除效率高、低溫活性好，同時(shí)對(duì)CO有極微弱吸附能力的催化劑，如今，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種高效同時(shí)脫硫催化劑，并且發(fā)表相關(guān)SCI論文20篇以上，申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利達(dá)30項(xiàng)以上。

指導(dǎo)研究生實(shí)驗(yàn)工作

除此之外，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鉛鋅冶煉煙氣制酸尾氣中SO2、NOx和零價(jià)Hg協(xié)同凈化及機(jī)理研究”中，李凱開(kāi)發(fā)了新型生物炭催化劑，實(shí)現(xiàn)了低溫條件下（100℃～250℃）對(duì)鉛鋅冶煉煙氣制酸過(guò)程中低濃度SO2、NOx和Hg的協(xié)同高效凈化。

接下來(lái)，李凱打算依托“冶金及化工行業(yè)廢氣資源化國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心”，立足云南冶金及化工行業(yè)典型廢氣凈化及資源化新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，擬分別對(duì)還原氣氛和氧化氣氛下多種氣態(tài)污染物的協(xié)同凈化開(kāi)展相關(guān)的基礎(chǔ)研究工作，并在此基礎(chǔ)上，考察催化劑的穩(wěn)定性和抗毒性能，開(kāi)發(fā)有效經(jīng)濟(jì)的再生技術(shù)。

繁忙的工作之外，李凱喜歡健身、喜歡讀書(shū)，熱衷于參加各種學(xué)術(shù)研討會(huì)。對(duì)他而言，全身心投入科研是生活中的常態(tài)，而偶爾努力享受生活是為了更好地展開(kāi)科學(xué)研究。盡管我國(guó)大氣污染防治之路困難重重，但李凱正以更加斗志昂揚(yáng)的精神狀態(tài)奔跑在大氣污染控制技術(shù)研究的路上，他迫切地希望自己能做出更多的科研成果，為祖國(guó)的藍(lán)空萬(wàn)里，為祖國(guó)生態(tài)平衡做出更多貢獻(xiàn)。