口罩戴在煙囪上
近年來，全國霧霾頻發，給人們的生產生活造成了嚴重的困擾。霧霾中的PM2.5顆粒甚至成為一些疾病的罪魁禍首，導致很多人談「霾」色變。
武漢紡織大學「給煙囪戴口罩」項目所研發的新型「布袋子」，可廣泛應用於冶金、熱電、水泥、垃圾焚燒等高溫尾氣粉塵處理。在產業化後，將有助於從源頭減少工礦企業粉塵排放，實現清潔生產，助力解決霧霾污染，為我國大氣環境保護作出重大貢獻。它的出現，既帶來了整個濾料行業過濾效果的技術革新，也為環保、新能源等領域帶來了一場新的變革。
一拍即合 要給煙囪戴口罩
伯牙遇子期，一拍即合，於是才有了「高山流水覓知音」的佳話。武漢紡織大學「給煙囪戴口罩」專利項目，也正是因為兩個人的相遇，才有了令人驚喜的收穫。
2009年冬天，全國霧霾頻發。從事聚苯硫醚高溫過濾材料研究和產業化的王樺教授受聘到武漢紡織大學做陽光學者，而王羅新教授正在校從事材料研究。二人一拍即合，組建了最初只有兩個人的高性能纖維研究團隊。
給「煙囪戴口罩」的布袋子也叫作「濾袋」，它需要經過纖維製成濾料，最後再做成濾袋3個程序才算完成。國內的煙塵排放標準是30毫克每立方米，市場上的濾袋很難達到這個標準。並且做「布袋子」的濾料市場價格達到150元/米，換一次濾袋相當於企業做了一次「大放血」。
為解決高溫煙塵排放這一難題，兩人絞盡腦汁。「我國能源結構中的煤炭比重很大，燒煤排放的煙塵是導致霧霾的主要原因之一。但是，包括PPS（聚苯硫醚）常規纖維在內，市面上使用的過濾材料對於解決PM2.5問題，都有難度。」因此，二人決定，不僅要研發新的技術來製備過濾精度更高、可以有效過濾PM2.5的耐高溫過濾材料，還要讓市場能接受它的生產成本。
於是，兩人開始著手做技術調研和準備，任重道遠，全面「動工」。
8年長跑 濾袋革新闖難關
從選擇原料到濾袋產業化，研究團隊跨越重重阻礙，進行了一場8年的「長跑」。
最先遇到的難題是原料選擇。王羅新教授說：「我們選擇了國內外20多種牌號的聚苯硫醚樹脂原料進行實驗。實驗過程中要考慮材料加溫後性質是否穩定、流動性是否保證樹脂像『擠麵條』一樣從設備里擠出來、熔點是否夠高等一系列因素。我們最終獲得實驗室超細纖維樣品。」這幫助他們邁過了第一道門檻，進一步堅定了走下去的信念。
接踵而至的是改進設備的問題。國內外沒有參考資料和設備，團隊根據工藝和原料特點，重新設計和改造中試設備，最終設計出一款適合於聚苯硫醚超細纖維製備的中試設備，調試出合格的纖維。其間，他們至少改進了3套融噴設備，每套設備從提出設計思想到裝備完成都要花費將近8個月的時間。
從融噴設備中噴出來的纖維比棉花還要細，是一種頭髮絲的三十分之一細的絲狀物。「兩位老師在實驗室里一站至少就是3個小時，多的時候要站七八個小時，被噴出來的纖維沾滿全身，走出實驗室的時候已經成了個『雪人』。」團隊成員們笑著說。
2013年，用這種纖維做出的第一個濾袋樣品出爐了。過濾效果達到了預期，能夠攔截工廠排放的高溫煙氣中99%以上的PM2.5顆粒，達到近乎零排放的效果。但耐久性不太好，使用壽命只能維持半年，距3年的目標相差甚遠。「為了達到預期目標，我們開始不斷改進濾料設計結構，進行不斷優化。夏天站在300℃以上的熱風旁邊指導實驗，觀察效果是經常有的事。」王樺教授一臉淡定地說。
兩年後，濾袋的使用壽命延長到了3年。改進的濾袋樣品再次出爐，它以低於市場的價格和更好的過濾效果驚艷了所有人。
一料多用 治理霧霾有作為
2018年，「給煙囪戴口罩」項目將正式投產，其產業化將為環保、新能源等領域帶來一場新的變革。
通過一系列反覆實驗，團隊發現，他們所研發的濾料不僅具有耐腐蝕、阻燃性強、生產流程短等優點，還具有吸油性、疏水性、吸附性等功能。
「《一種聚苯硫醚複合濾料的製備方法》專利所研發的濾料不僅能生產過濾效果較好的『濾袋』，也可以用於開發一系列常規產品，我們希望能夠做成一條產業鏈，為環保領域出一份力。」王羅新教授滿懷信心地說。
針對當前動力鋰電池存在的不安全因素，王羅新教授和王樺教授正在用這種耐高溫的纖維材料，做動力鋰電池中的將正負極隔開的隔膜研究，具有十分好的安全性，能夠避免這一安全隱患。
「還可以利用這種纖維材料的吸油性和疏水性，做油水分離的隔膜材料。比如說，當海上出現石油泄漏問題時，如果能夠利用這種材料做一種產品，有很好的吸油效果，就能減輕海水受到的污染；利用這種材料的吸附性，可以應用於吸附重金屬離子，催化、降解廢料廢水，有利於水的凈化；還可以拓展到強酸強鹼、有機溶劑、微生物、食品的過濾等領域。」兩人對濾料的延伸應用做出了一系列設想。
一「料」多用，武漢紡織大學「高性能纖維研究團隊」研發的超細纖維濾料不僅在「給煙囪戴口罩」項目上發揮巨大作用，在環保領域、新能源領域，以及防護材料、耐高溫隔熱材料方面也將大有所為，助力解決霧霾污染問題。
《中國教育報》2018年04月23日第6版
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