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发明专利与实际应用的距离 精选

已有 7689 次阅读 2013-8-9 08:02 |系统分类:科研笔记| 发明专利, 实际应用, 臭氧, 催化剂, 水处理

科研人员开发的技术与实际应用的距离,可以从发表的论文及申请的发明专利看出来。没有或较少搞过实际应用的人,往往更多地考虑纯科学或技术的因素,只要搞过实际应用的技术人员,在制定研究技术方案时,就会自觉或不自觉地考虑进将来应用时的实际要求,就会考虑这个新技术的经济性、可靠性、可能存在其它的负面作用等应用时的关键要素。

 

由于近年来环保要求越来越高,废水深度处理的需求也在不断增加,作为较强的化学氧化手段,臭氧氧化作为废水深度处理技术也得到越来越多的应用。为了提高臭氧氧化废水中有机物的氧化效率,人们就寻找能催化臭氧氧化的催化剂。并希望能在新一轮的废水处理提标改造的工程应用中使用这些催化剂。

 

使用臭氧氧化水中的有机物,一些过镀金属离子及其氧化物具有催化氧化作用,这也差不多成为人们的共识。这样,臭氧的催化氧化研究也就成为研究热点。近年来,国内在这方面的研究比较多,申请了不少发明专利。如国内的某著名高校,申请了许多臭氧氧化催化剂的发明专利,如发现铜离子具有催化氧化作用,就申请铜离子的臭氧催化氧化专利;镍离子有催化氧化作用,锌离子也有催化氧化作用,又申请镍离子与锌离子的催化氧化作用专利。有人研究将这些金属,在中性条件下形成氢氧化物,沉积在颗粒活性碳上,然后,再通过脱水,加热转化,将这些金属氢氧化物转化为金属氧化物附着在颗粒活性炭上的方法,制得臭氧氧化催化剂等。

                                                                                       

我们于2003年开始研究水的深度处理技术,高级氧化工艺就选择了用臭氧对废水进行氧化,故对臭氧氧化废水及其催化剂研究在国内也算开展得比较早的单位。从实际应用出发,在研究的初期,我们就考虑将来制作的催化剂,必须具有实用性,即有较好的催化作用,同时兼顾催化剂使用寿命长、制造容易、生产成本低廉、使用过程中没有毒副作用等诸方面的要求。

 

虽然我们知道,一些过渡重金属离子对臭氧具有催化氧化作用,但因为臭氧催化氧化完后,这些金属离子仍在水中,仍有可能随水带出,这就存在二个问题:一是使用的催化剂,需要不断补充;二是残留在水中的这些重金属离子,必须采用有效的处理手段,将其从水中分离出来,不然,就会造成更严重的重金属污染。显然,这种臭氧催化氧化剂,将来是不可能实用的。当然,对于高校,作为一个研究成果,能申请一个发明专利,并不吃亏,特别是有国家纵向科研项目,也要有发明专利交差,但对于将来这个专利,能否真的实际应用,那是另外一回事了。

 

用活性炭附载这些金属氧化物或氢氧化物,显然要比直接用金属离子更具有实用性。但作为催化剂,要重复使用,故所用的活性炭必须具备一定的强度,而好的活性炭,价格就比较贵,有时,一吨产品,价格高达一万多元,附载了金属氧化物,价格更高。尽管价格这么高,它还存在另外一个比较麻烦的问题,即臭氧的强氧化性,也会慢慢氧化破坏活性炭,使活性炭的强度降低,使其容易破碎,粉末化的活性炭则容易随处理水带出,故使用这种附载有催化活性的金属氧化物或金属氢氧化物的活性炭催化剂,它的使用寿命较短,需要不断地补加,这也增加了废水的处理成本。

 

我们研究曝气生物滤池,曝气生物滤池中使用了大量的陶粒,故很容易我们就联想到,如果在陶粒的加工过程中,做一些改进,让制造出的特殊“陶粒”具有臭氧催化氧化功能,不就能很好地解决这个问题吗?这样,我们就开发出在陶粒的表面,富含了有催化作用的金属氧化物的陶粒,经实验证明,这种陶粒对臭氧氧化水中的有机物,真的有比较好的催化氧化作用。这样,我们在2007年就申请了国家发明专利,并获得了专利授权。该臭氧催化剂,具有催化作用好,催化剂使用寿命长,没有重金属离子随处理后水带出等麻烦,且陶粒生产容易,价格也相对活性炭的催化剂要便宜得多,能满足大规模工业化应用的要求。

 

近年来,我们这个臭氧催化氧化催化剂,在国内的招标竞争中,频频中标。鄂尔多斯神华的煤制油项目的废水处理工程,辽宁盘锦的炼油污水深度处理工程,我们自己设计的臭氧—曝气生物滤池一体化水处理系统的工艺中,都大规模使用这种臭氧氧化催化剂。

 

目前国内的专利申请,仍主要以高校教师与一些科研院所为主,而不少高校教师与研究院所的科技工作者,比较重视理论研究深度,研究的目的在于发表高质量的SCI论文,有时也申请发明专利,但对于生产应用的实用性考虑相对较少。另外,目前大部分高校与科研院所都重视纵向项目,大家乐于“跑部钱进”,也就可能忽视了与生产应用关系比较密切的与企业合作的横向研究课题,研究也比较少考虑在生产一线的应用情况,从而导致申请的一些专利只是存在理论可行,很难具有实用性。

 

要解决这个问题,本人建议从二方面着手,一是支持与鼓励工矿企业的科发队伍,增强他们的研发能力;二是支持和鼓励产学研合作,让高校与科研院所中的牛人,乐于搞横向研究开发项目,促进国家技术与经济的发展,而不是鼓励他们天天往北京跑,拿所谓的国家级大课题,大项目。当然,特别牛的,有冲击NB奖的大牛就另外了,但那些大牛一定是少数!

 



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