湖北日报：一年产值1个亿，武科大教授的神奇“膜力” 把工业膜打造为“膜工业”

作者：张歆程毓编辑：程毓发布时间：2024-07-30浏览次数：

湖北日报全媒记者张歆通讯员程毓

一块工业膜，能创造出多大的效益？武汉科技大学资源与环境工程学院教授周志辉给出的答案是1个亿。

他研发的“渗透汽化膜”广泛用于医药、电子、食品、化工等行业，在省内荆州、宜昌、襄阳、黄石、十堰等地六十多家企业成功转化，仅2023年一年的产值就超过了1亿元，细分品类国内市场占有率达到70%，产品出口到美国、日本、印度等国家。

在7月26日举行的湖北省科技大会上，周志辉凭借工业膜的研发技术，再次荣获湖北省科学技术进步一等奖。

工业膜撬动“千亿神话”

在工业生产中，“膜”起到提纯、分离的作用，液态物质通过工业膜，滤出杂质，留下精华。本世纪初，这一技术在国外出现，用于代替工业生产中的“蒸馏”，“蒸馏”工艺依赖高温，能耗高，处理化学成分复杂的溶剂，易发生爆炸、爆燃，风险很高，工业膜在常温下即可分离溶剂，能耗低，安全性和分离精度都更高。

“膜就像筛子。”周志辉形象地比喻，膜上有无数个孔径，溶剂“过筛”，直径大于孔径的物质截留，直径小于孔径的物质筛出，和筛子的差异在于，筛子的孔径有黄豆大小，工业膜的孔径为纳米级，不到头发丝直径的六万分之一。

2005年，周志辉攻读博士学位，采用水热合成法在实验室成功合成渗透汽化分子筛膜，用于溶剂脱水提纯，利用膜孔的筛分作用实现水和溶剂分离，得到高纯溶剂。

读博期间，周志辉的导师、工业膜技术专家王金渠反复和学生们说：工业膜技术前景广大，做膜科研，很有前途。但一块膜究竟能做什么用？还是博士生的周志辉其实并不清晰。更大的难点在于，要应用于工业，膜就必须量产，在几十个平方米的工业膜上，一个纳米孔做大了，杂质“溜”过去，整块膜就废掉。

2010年前后，在武汉科技大学任教的周志辉看到一篇日本学者的科研论文，文章提到，有科学家已经成功将纳米膜应用到工业生产。工业膜常用来替代工业蒸馏，若以蒸馏工艺产值估算工业膜的产值，全球工业膜产值可达几千亿。

虽然论文中没有阐述具体的技术路径，但依然让周志辉心中一动：纳米膜工业化绝对可行！若成功将纳米膜工业化，等待他的将是千亿级的潜在市场，周志辉满怀期待，开启了创新之路。

技术超车靠充分实践

蒸馏工艺虽然存在风险，但企业也有风险控制手段。十多年前，工业膜在我国还是新生事物，缺乏成功案例，让企业接纳工业膜非常困难。

好说歹说，省内企业远大制药愿意试一试。企业科改处的处长也是理工科博士，对科研有热情，投资160万元，给周志辉一个月，制作出50平方米的工业膜。

工业膜的量产不仅是化学问题，更是具体的工程问题。作为我国首批将膜技术用于工业生产的科学家，周志辉并没有太多经验可借鉴。

周志辉回忆，远大制药是他接下的“第一单”，工业膜的生产在实验室进行得很顺利，但拿到生产线上就问题不断，如设备密封不严、溶剂罐腐蚀等，他整天泡在车间里，发现问题、查找源头、排除风险，反复磨合，断断续续调试了一年多，时间已经远远超过了企业给的期限，但企业并未催促他，最终周志辉成功交货。

首次纳米膜工业化实践为周志辉积累了经验。有了成功案例，企业接二连三地找到周志辉，他的工业膜也从通过调节孔径大小过滤，“进化”到采用化学基团吸附杂质后过滤，不仅向企业出售工业膜模块，还提供整个过滤分离系统的搭建服务，发展出一套以工业膜为核心技术的“膜工业”。

让周志辉更欣喜的是，虽然他的工业膜研发起步比国外晚，但产品性能优良。台湾晖鼎资源管理股份有限公司引进他研发的渗透汽化膜脱水集成装备，生产用于半导体、液晶面板等行业的电子级异丙醇，溶剂回收率从96.5%提高至99.5%，能源消耗降低约50%，体现了显著的经济及环境效益。

周志辉认为，国内工业膜肯定会实现技术超车。90%的工业生产都需要过滤技术，工业膜原理相似，但具体到每个应用场景，又有些许差异，国内齐全的工业门类，为科研人员提供了广阔的实践场。周志辉说，不断实践、不断解决实际问题，就会不断进步、不断超越。