发布时间:2024-07-16
——记西京学院材料与能源科学技术研究院副教授冯祥波
郑 心 户 万
西京学院建校近30年来,始终以创办“有使命,有远见,有智慧”的高水平大学为己任,形成了“无私奉献、报国为民、挑战极限、追求卓越”的西京精神。2017年以来,这所渗透着笃学奋行之风的学院发展迅疾——先后通过了教育部本科教学审核评估,被陕西省确立为“一流学院”建设单位,且于2021年经教育部批准,正式获批成为硕士学位授予单位。2024年,捷报再传,最新一期基本科学指标(ESI)统计数据显示,西京学院“工程科学”学科首次进入了ESI全球排名前1%,这标志着此学科已进入国际高水平学科行列。
立足于如日方升的平台之上,西京学院材料与能源科学技术研究院副教授冯祥波在职业规划的第一个5年中,已相继将陕西省青年杰出人才、陕西省创新人才攀登工程“青年科技新星”、2024年度西安杰出青年科技人才,以及陕西省自然科学奖二等奖、陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖等荣誉收入囊中,并相继以第一/共一或通讯作者发表《科学引文索引》(SCI)论文37篇,其中6篇一作论文入选ESI高被引论文(4篇同时入选ESI热点论文),被正面引用1000余次。2023年,他又凭借“工业气体污染物减排控制与能源化利用”这一项目成果获得陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖二等奖,在此基础上,“典型臭氧前体物高效催化体系构建及净化机制研究”课题的成果使2024年度陕西省自然科学奖二等奖也落入囊中。此外,在自己长期专注的科研重点方向,即能源利用过程的传热传质理论探索和大气污染物减排控制关键技术基础研究上,冯祥波也已组建起一支“科技强军”——西京学院核心科研团队。在其数年如一日的不竭探索与正确引导下,团队成员通过不懈努力已获授权发明专利十余项,在新型催化材料设计优化、挥发性有机物(VOCs)氧化机制与控制、多孔介质燃烧等方面取得了系列创新成果,相关技术在化石能源转化利用及工业废气污染治理等领域得到了广泛应用。
而这一切,都是冯祥波“从0到1”的奋斗成果。数年来,西京学院在奋斗篇章上的每一次跨越,无不凝结着万千师生的实干和奋斗,冯祥波正是队伍中的光辉一员。在用汗水浇灌梦想、用实践磨砺本领,将大有可为的事业演变为大有作为的成就的日子里,冯祥波始终绕不开一个关键词——“高效”。
为控制污染开“药方”
党的十八大以来,中国生态文明建设发生历史性、转折性、全局性变化。今天,美丽中国建设驶入快车道,“高效治污、靶向发力”对于建设美丽中国的意义日渐重大。因此,控制污染并高效治理对于空气治理及能源清洁相关行业的科研人员是一个必然的挑战,毕业于西安交通大学动力工程及工程热物理专业的冯祥波从攻读博士阶段开始,便立志以励精图治、勇于开拓、不怕失败的精神投身于空气治理及能源清洁转化的科研当中,以满足国家对能源产业结构升级和双碳战略目标的迫切需要。
事实上,从踏入热能相关研究的第一天起,冯祥波的研学方向就从未偏离过“高效”的轨道。原本,多孔介质的传热传质及高效转化利用研究几乎填满了他的研究生时代。这种具有速率高、稳定性好、负荷调节范围大、燃气适应性好及烟气中污染物排放低等优点的燃烧方式在很长一段时间里满足着冯祥波对于提高热能效率的追求,但慢慢他却发现,能源与环境是分不开的两个课题,不仅要在“起点”上打好环保之战,更要在“终点”之后清理战场,不为后人留隐患。由此,他萌生出了“高效治污或许可以令生态保护更有底气”的思想。而这一思想脉络与彼时正在疾速成长的西京学院材料与能源科学技术研究院一拍即合,为此,冯祥波甚至甘愿放弃了“名校毕业”的光环与“四面八方”的橄榄枝,沉下心去将自己归零,与西京学院在最宝贵的一段奋斗时光里共同成长,让“大气环境污染物控制”这一科研目标也是课题,满满地占据自己的生活,在向上攀登的征途中书写着笃实奋进的人生故事。
写好环境治理这篇“锦绣文章”,一直是冯祥波牢牢坚守的不朽初心,为逐此梦,他带领团队启动了一系列科学探索工作,陕西省自然科学基础研究项目“复合过渡金属氧化物上挥发性含氧有机物(OVOCs)传热传质/催化反应耦合机理研究”就是其中极富代表性的范例之一。项目中,冯祥波提出应将研究重点放在制备具有多孔结构、大比表面积、孔隙发达的新型锰-铈复合过渡金属氧化物,研究挥发性有机物(OVOCs)在其表面的催化氧化行为、动力学及反应机理上。最终,项目取得圆满成功,冯祥波团队也为自己的研究生涯交出了高分答卷。
但冯祥波并未甘心停留在“功劳簿”上止步不前。2024年,他带领团队再次向排放治污问题“亮剑”。依托“西安市典型服务行业排放VOCs综合整治关键技术研究及应用”项目,纵观西安地区餐饮和汽修行业排放问题,他们发现对于VOCs高效控制仍然存在不少挑战,主要体现在缺乏精准的排放数据和谱库,导致环境保护部门和企业管理工作的难度加大,难以形成有效的控制策略,无法建立高效的管理体制机制;VOCs排放的动态变化大且排放源分散,定期更新和维护VOCs排放清单难度大;以及VOCs分子结构稳定,在低温下难以高效降解,混合污染物在传统催化燃烧或等离子体处理工程中会产生较多的有毒副产物,对大气环境造成二次污染等方面。
由此,冯祥波断定,对餐饮、汽修行业排放VOCs精准与高效控制是实现国家“污染防治攻坚战”战略的必然要求。建立重点行业(餐饮、汽修)高精度VOCs排放清单并制订VOCs综合治理方案,对我国区域性大气污染综合治理、打赢污染防治攻坚战具有极为重要的意义——越来越多的蓝天有望回归。他们是这么想的,也是这么做的。
为生态算好“绿色账”
近年来,冯祥波不断拓展着自己的研究与事业版图,为更好地守护自己热爱的一片热土、一方澄澈山水,他建立起一家深耕于“物联网+”领域的高新技术企业——陕西博安速科智能科技有限公司(简称“博安速科”),在专注于物联网自动化控制技术的研发与应用的同时,积极开拓数字孪生可视化技术的边界。“人勤春来早。环境研究人员的志向不该只停留在抬头可见的蓝天,还有脚下踏实的土地。开展科研工作就像爬梯子,每踏出一步,总会有一个落脚点,但同时这也会是通向更高处的新起点。”冯祥波说道。
于是,凭借在智能感知、智能控制及孪生可视化技术方面的深厚积累与独特优势,冯祥波开始带领博安速科打造一个全方位、多角度、深层次的“可管、可视、可控”数字化空间,为企业用户提供智能化的升级改造方案,推动企业实现数字化转型和智能化升级。同时,博安速科在环保治理方面也不遗余力,聚力将物联网、数字孪生等先进技术应用于环保领域,通过智能化监测、数据分析和精准控制,助力企业实现绿色生产,降低能耗,减少污染排放,为构建绿色生态环境贡献力量。
此外,作为高校中独当一面的科研骨干,冯祥波也从未放松过对自身科研事业的要求。依托于国家自然科学基金青年基金项目“过渡金属氧化物纳米团簇@介孔分子筛复合催化体系构建及其CVOCs催化净化机制研究”,近期他在固废资源化与高质化利用的难题上做出的攻关突破也不容小觑。
项目中,一方面,冯祥波提出采用先进表征手段揭示材料的电子传递特征、酸/碱特性、氧迁移活化过程和协同催化机制,结合原位及表面反应技术从分子层面阐明含氯挥发性有机物(CVOCs)的活化机理;另一方面,他和团队通过探究模拟实际工况下多组分气体杂质对催化剂氧化活性的影响揭示其性能优化机制,随即优选出具有潜在应用前景的复合催化材料,为垃圾焚烧烟气CVOCs的高效净化提供新思路和科学依据。
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