推動非金屬礦業升級促進光催化材料應用
——記中國地質大學（北京）材料科學與工程學院副教授杜高翔

□ 劉有婷

杜高翔在2019年粉體表面改性技術高級研修班授課

非金屬礦作為我國礦產資源的重要組成部分，是我國國民經濟和社會發展的重要物質基礎。據統計，到2016年年底，我國已發現非金屬礦產95種，探明有儲量的非金屬礦產93種，大部分已開發利用；全國非金屬礦企業約5.66萬個，非金屬采掘業總產值約2382億元。因此，非金屬礦的合理開采、規劃利用，對我國的國民經濟發展具有重要意義。

前途是光明的，但道路是曲折的。正如我國整個礦業行業普遍存在的“既有世界上最先進的技術工藝，又有世界上很落后的技術工藝”一樣，目前我國的非金屬礦行業從總體上來看，還處于中低端的發展水平。集約化、規模化不足，國際競爭力不強，不利于生態文明建設等弊端，讓我國非金屬礦產業發展面臨著極大困境。為了給這一領域的研究尋找出路，中國地質大學（北京）材料科學與工程學院副教授杜高翔一直在努力。他多年來堅守在新型礦物材料、礦業固體廢棄物的深度回收與利用、新型環境材料等方面的研究中，推進研究成果產業化、創辦行業網站、公司以及產業聯盟，步步前行，不知不覺已10多年之久。如今，他仍在為心中的理想鍥而不舍地奮斗著。

堅定信仰，做社會需要的科研

清代學者金纓編著的《格言聯璧·學問》曾言：“志之所趨，無遠弗屆，窮山距海，不能限也。”這句話的意思是志向所趨，沒有不能達到的地方，即使是山海盡頭，也不受限制。而杜高翔對科研理想的篤定與堅持，恰巧是對這句話的最好詮釋。

1993年9月，杜高翔以優異的成績考入內蒙古工業大學化學工程系硅酸鹽工程專業，并順利獲得了工學學士學位。本科畢業后，杜高翔就走入了社會，并先后在大同水泥廠、北京華昊海青石膏板廠從事產業一線工作。多年在企業的工作經歷讓杜高翔積累了一定的產學研經驗，但同時他卻發現，工廠每天朝八晚六的工作不適合自己。因此，他決心辭去這份工作，回到大學校園繼續深造。

2000年9月—2006年2月，杜高翔分別在北京工業大學材料學專業、中國礦業大學（北京）環境工程專業就讀，并獲得碩士及博士學位。在從事研究工作的日子里，杜高翔切實感受到了科學研究的神圣，雖然有時候在實驗室中也會遇到一系列困難，但是他十分享受在科研當中思想的碰撞，他經常早上七點就來到了實驗室，晚上十點才回到宿舍，并從未覺得疲倦。“那時候我就覺得，終于找到了自己喜歡做的事情。”杜高翔說道。

攻讀碩士、博士學位期間，杜高翔在非金屬礦深加工和固體廢棄物資源化利用技術研究中不斷前行。特別是在博士期間，他深入到石棉尾礦的資源利用研究中積累了豐富的經驗。博士畢業后，杜高翔有幸加入中國地質大學（北京），從事教學與科研工作。在這期間，他又在中國地質大學（北京）和河北清河耐火材料有限公司博士后工作站進行博士后研究，對巖石學、礦床學、礦物學專業進行了學習，奠定了自己廣闊的科研視野。

行業的發展之困和科研成果要發揮實際作用的思考，促使杜高翔決心創辦非金屬礦行業門戶網站——中國粉體技術網并牽頭成立了中國綠色建材產業發展聯盟全國非金屬礦專委會，以求從產業鏈和技術人才培養角度促進非金屬礦行業的轉型升級。他旗下的北京依依星科技有限公司與工信部人才交流中心合作，在全行業專家的支持下，在非金屬礦精細加工技術方面為行業企業和研究院所培訓專業人才，至今已經開展近20次，先后培訓人才600余人次。在賀州、盱眙等非金屬礦產業集聚區牽頭組織和召開中國非金屬礦產業高峰論壇，邀請各方精英就非金屬礦、礦物材料行業的現狀、問題和發展對策進行探討，對技術研發成果進行交流。“希望相關網站以及聯盟的成立能給行業打開一個通道，通道打開了，就能夠帶動行業更快地發展。”杜高翔說。

不畏艱難，推進光催化材料產業化

科研道路上，杜高翔跌跌撞撞，不斷嘗試，他心中只有一個目標：做對當下社會有用的科研。目前，人們的生活水平日益提高，但是在我們生活的周圍卻存在著一系列環境隱患，隨著全球工業化進程的加速，環境治理已受到世界各國的廣泛重視。在杜高翔看來，美好生活的標準除了衣食無憂、適當娛樂，還應當營造一個良好的生活環境，讓更多人免受環境以及材料污染的侵害。近些年來，他將研究的重點放在新型礦物材料、礦業固體廢棄物的深度回收與利用、新型環境材料等方面，特別是在光催化材料的工程應用中取得了一系列成果。

近年來，政府在環境治理方面投入了巨大的人力、物力和財力，為環境凈化材料和環境凈化技術的研究和產業化提供支持，作為一種高效、低能耗、潔凈、無二次污染的技術，光催化技術及其相關材料就占有重要的地位。目前，雖然國內研究光催化技術的學者有很多，但遺憾的是，鮮有學者將這項技術真正地推向產業化。為了實現高效光催化材料在室內、車內空氣凈化中的真正規模化應用，杜高翔頂著缺少資金、技術不夠成熟等多方面的壓力，成立了山西依依星科技有限公司，專門致力于納米光催化材料的產業化生產。該項目歷經3年多建設，終于實現了規模化生產。

“在太陽光下，通過我們所研發的材料能將室內的有機污染物分解掉，同時還要保證這一材料的環保清潔生產，這是一項很有挑戰的工作。”杜高翔說。從2006年—2011年，歷時5年的探索開拓，杜高翔最終成功研制出了一款用于室內、車內去除有機污染物的納米光催化劑——“潞潔”牌納米光催化劑。

這款光催化劑是以多孔粉體為載體負載納米二氧化鈦，并經過對二氧化鈦的摻雜制得的，經中國建筑材料科學研究院測試中心檢測證明，其在可見光下甲醛降解率大于80%，持續降解率大于70%；甲苯降解率大于50%，持續降解率大于35%。

團隊合影

這款光催化劑應用范圍廣泛，不僅可以用于室內建筑涂料面漆、硅藻泥、墻紙、窗簾布藝等家用產品中，還可以在裝修時摻加到購買的面漆中攪勻使用。原則上，在室內任何陽光照耀得到的材料表面使用，都具有去除空氣中有機污染物的效果。目前杜高翔帶領團隊研發的這款產品正在廣泛推向市場。

育人不倦，心系行業發展

走得再遠，也未曾忘記自己為什么出發。從事科學研究及產業化探索，本身就十分具有挑戰性，一路走來，杜高翔也曾經歷過無數的挫折。作為非金屬研究領域的一分子，他孜孜不倦投身于科研以及產業化工作之余，也將推動非金屬行業的發展作為自己肩上的使命，多年來，一刻都未曾懈怠。

“新時代的年輕學子的可塑性較強，老師一定要做好引領工作，如果將其今后的道路帶偏，那便會影響他一輩子。”杜高翔說。在研究方面，他希望學生發揮主觀能動性，去偽存真，深入思考科研問題的本質，除此之外，他還鼓勵學生了解行業發展，加強研究與行業的結合度，不能閉門造車，要通過認識與實踐來引領創新。至今，杜高翔已成功培養碩士生40余名。

獨立思考、苦苦探索，是每一位科研人必經的旅程。為了非金屬行業的發展，杜高翔除了開展日常的科研以及產業化研究之外，他還會前往全國各地開展行業服務，有時候10天的時間，他的腳步就能遍及五六個省、七八家單位。雖然辛勞，但他卻自得其樂。杜高翔常說：“小鳥敢落在樹枝上，不是相信樹枝不會折斷，是相信自己會飛。”而他也堅信，只要不斷努力下去，非金屬礦和礦物材料行業必定會煥發勃勃生機，他們研發的納米光催化材料也會更好地應用于室內空氣質量治理并服務于人們的健康生活。