一、转化背景
随着国家“十四五”规划的正式发布以及新一代技术的出现,全面开启了产业发展浪潮。生态文明建设持续推进,国家将生态环境保护提升到前所未有的高度,大环保成为科技创新最为活跃的领域之一。职业教育立足于技术技能和产业创新,是科技成果孵化落地的“催化剂”,是教育、科技、人才强国建设的基础工程。
随着行业生产力跨越发展转向主要依靠技术创新驱动,技术创新以及与之相适配的高素质技术技能人才是影响产业转型升级的重要因素。职业教育已不在停留在只培养普通“劳动者”,而转向以产业转型升级和科技创新为导向,为国家培养更多高素质创新型技术技能型人才。金华职业技术大学以赋能新质生产力发展为方向,聚焦应用型技术的研究和转化,在创新型人才的培养上发挥着重要的作用。
二、转化主体
金华职业技术大学制药工程学院创建于2004年,是中国化工教育协会常务理事单位、浙江省医药产业联盟理事单位。围绕大健康、大环保产业,学院组建了结构层次合理的科技创新团队,团队目前有16名博士,近年来立项国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等省部级以上课题10多项,拥有浙江省海外引才计划青年人才、金华市青年科技奖获得者等高层次人才,聚焦碳中和等环境催化材料的研究以及制氢材料等新能源材料的研发。组建的化工与制药研发中心、新型材料研发中心先后获批市级高新技术研究开发中心,逐步打造成为区域高水平研发平台。
科技创新团队基于产科教一体,以应用型研究的落地转化为导向,与多家企业共同开展技术合作、推动成果产业化,同时以创新创业大赛为载体,带领学生进行科研创新,培养创新型技术技能人才,实现产学研创一体化发展。团队带头人边超群博士毕业于浙江大学,曾参与巴斯夫(上海)、浙江恒逸有限集团等多家公司技术研发,积累了丰富的产业化经验。
图1 边超群博士带队在恒逸集团研究院交流
三、主要做法
(一)多孔材料在环境催化方面的研究和应用
团队依托国家自然科学青年基金项目和金华市化工与制药高新技术研发中心开展多孔材料在环境催化领域的应用研究,包括二氧化碳的吸附和氮氧化物的消除反应,目前已授权发明专利10余项,涵盖新型材料制备、处理工艺和相关设备,形成催化环保材料系列专利池;新型分子筛催化剂的绿色合成,在改进原有合成方法的同时,增强催化剂的催化效率,获得国家自然科学基金青年项目立项,与浙江恒逸有限公司合作访问工程师校企合作项目,与浙江安可环保科技股份有限公司合作金华市科技局公益项目,与金华欧仑催化有限公司合作金华市“百博入企”项目,发表SCI论文10余篇;同时带领学生进行科研创新和探索,立项浙江省大学生科技创新活动计划项目1项,并以研究项目为基础参与大学生创新创业比赛,进行创新人才的培养。
图2 边超群博士指导学生实训
(二)光电催化领域二维层状纳米材料
层状材料因其独特的形貌、优异的导热导电性能在能源收获(摩擦纳米发电机)与转换领域(光电催化)的应用,为高性能能源器件的构建提供了可能。但是,二维层状材料合成及其在光电催化应用领域仍存在合成步骤繁琐、催化活性较低、循环稳定性差等问题。因此,寻求简易化学法可控合成二维层状材料并显著提高其催化活性与循环稳定性具有重要的研究价值与经济效益。团队专注于二维层状纳米材料的可控合成技术并系统探究其在能源转换领域的应用。该团队创新性的使用地壳储量丰富且价格低廉的硫、磷、钼、镍元素作为原材料合成一系列层状金属硫磷复合物催化剂,其不但大幅度降低催化剂价格,且可以显著提高催化稳定性,以相同的用量,以更低的价格,更持久,更高效的实现氢气的制备,其不但为企业产氢节省成本,更能为我国“双碳”战略的早日达到做出贡献。
四、转化成果
(一)科技转化成果
金华欧仑催化有限公司与团队于2021年开始就混合动力汽车尾气净化消除进行合作研究,共同研发催化剂对其中的未充分燃烧的有机物、氮氧化物进行催化消除,改善传统催化剂价格昂贵、热稳定性不足、催化性能不稳定的情况。在国六标准的实施下,汽车尾气排放的标准进一步提高,使得尾气净化催化剂的性能重要性日益突出。本次合作针对放大合成的催化剂在工业复杂环境下的适应性进行测试,获得良好的改善,具有非常大的应用前景,为企业新增产值500万元,协助企业开展自主研发项目5项。企业科创能级不断提升,获批浙江省“专精特精”中小企业。
团队目前已转化发明专利4项,科研到款超100万元,与多家企业保持长久合作关系。
(二)学生成长成果
学生通过参与科创团队项目进行创新实践,参加行业会议、学术会议等科研活动,加深了对行业的认知,增加了学习主动性。近年来,在团队高层次人才指导下,学生获第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛银奖、浙江省中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛主赛道金奖、浙江省“挑战杯”大学生创业计划竞赛金奖等省部级以上奖项6次,学生毕业后被浙江恒逸有限公司、中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司等录用,并获得一致好评,实现了创新型复合型技术技能人才的培养。
图3 学生备赛期间过程记录
五、经验总结
(一)关键要素
1.校企合作的齐心协力
团队以解决企业现实问题为突破点开展系统研究,持续进行校企合作,通过与企业共同申报政府项目打开合作基础,进一步了解企业需求,进行后期实验规划,解决企业面临的棘手问题,完成科学技术的落地转化。
2.中试放大的细心摸索
从实验室成果到真正应用的距离如“鸿沟”一般,不论是合成配方还是合成条件,不论是装置操作还是催化测试环境,都有着极大的不同。在中试放大阶段需要不断的摸索尝试,细心开展有逻辑的验证合成条件,确保大规模生产和催化应用的可行性。
3.学生成长的用心引导
科研的开展离不开学生的参与。职业院校的学生理论知识较为薄弱,但在动手能力以及执行力上具有非常大的优势。需要用心引导学生静心学习,发挥自身动手优势,学生也在创新研究方向上也展示出非常大的抗压能力和韧性,能够非常好的完成老师交代的任务,无论是在比赛上还是在工作中都受到了多方肯定。
(二)不足之处
成本控制:实验室研究通常以效率取胜,在合成成本等方面上没有得到及时的控制,经常在企业测算的时候遭遇返工,也限制了很多应用的进一步落地转化。如何设计低成本高效率的合成方法仍是未来的研究目标。
信息化背景下转型:在当前信息化、大数据的背景下,传统试错法的合成方法费时费力,而且嫉妒依赖相关科研经验。这距离最新科研的计算机模拟指导具有一定的差距,后期打算与学校计算机模拟科研团开展跨学科合作,加快推动研究开展与成果转化。
(三)未来举措
通过校企合作,进一步开展催化材料工业化生产和工业应用领域,摸索非贵金属负载的催化剂无溶剂的低成本绿色化合成方式。同时,探索计算机模拟理论指导下新型材料的合成,积极与区域电解制氢产业形成合作。此外,继续深入探索与实践创新型高素质技术技能人才新模式,实现科技创新与人才培养同频共振。
六、推广应用
金职大一直以来紧扣区域科技创新布局和产业发展需求,积极拓展外部合作,围绕教育、科技、人才一体化,充分发挥教育和职业院校在科技创新中的重要作用。
在技术应用领域,学院注重应用型科学研究的落地化,积极探索成果转化平台建设,陆续与中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司、浙江恒逸有限集团等公司展开全方位的产学研创合作,积极推进绿色催化剂在环保、新能源、制药等方面的应用,贡献“金职力量”。
在育人模式上,学院积极探索以创新项目大赛为桥梁的创新型人才培养模式,利用项目化的科研带动学生学习热情,实现学生的全面发展,增加岗位适应性。
未来,学院将继续坚持产教融合、科教融汇,在绿色催化新材料的竞争中推动应用型研究的落地转化。