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任其龙院士：《气体合成与分离新技术研发迫在眉睫》
2026-03-10 19:53:39
作者：任其龙（中国工程院院士，浙江大学工业技术转化研究院院长，教授）
工业气体作为工业的“血液”，在化工行业发挥着不可替代的作用。电子特气作为其细分领域，更是被誉为工业气体领域的“皇冠上的明珠”。近年来，我国工业气体产业驶入了发展“快车道”，在资源、技术、装备、产品等各个方面取得了显著进步，自给率不断提升。在取得成就的同时，该产业也出现了一些发展瓶颈。正如近日中国工程院院士、浙江大学衢州研究院院长任其龙指出的，工业气体制造在能耗和品质等方面的局限性日益突出，开发清洁高效的气体合成与分离新技术迫在眉睫。
一、构建零排放乙炔产业链
乙炔是我国重要的化工原料，年需求量达900万吨，不仅是“有机化工之母”，还可应用于芯片制造等前沿领域。但“传统乙炔生产采用电石工艺，不仅消耗大量优质石灰石和兰炭资源，生产1吨乙炔还会产生16.7吨二氧化碳，资源消耗大且产生废渣。
二、研发含氟特气制造新技术
含氟特种气体在集成电路晶圆制造各环节扮演关键角色，但目前国内企业沿袭国外既有的技术路线，无法形成后发竞争优势，研发自主可控且绿色高效的含氟特气制造新技术迫在眉睫。基于分子辨识分离原理，任其龙研究团队开发了含氟特气净化专用吸附剂，构筑了有序的亚纳米超微孔道结构，能够专一性地捕获含氟特气中的微量杂质，产品纯度可达6N，处理能力较现有吸附剂提升2倍，能耗比传统精馏技术下降80%。面对含氟废弃物处理问题，任其龙团队采用等离子体技术裂解工业副产三氟甲烷，成功地将含氟废弃物转化为高转化、高收率、高附加值的以四氟甲烷、六氟乙烷为主要产物的产品。
三、吸附分离技术让气体更高纯
高纯气体在现代工业中需求量巨大，无论是电子工业中的高纯氮气、航天中的高纯惰性气体，还是医疗领域的高纯氧气、新能源的高纯氢气，“高纯”字眼的出现都意味着对分离技术提出了更高的要求。随着芯片集成密度的增加，先进制程对气体纯度和杂质的要求更高，工艺的复杂和难度也随之提升。对于形状相似、尺寸相当、性质相近的气体，吸附是有效的分离手段。以超高纯含氟电子特气纯化为例，任其龙团队设计制备了具有临界孔径和静电势互补特征的辨识材料，强化对痕量杂质辨识能力，实现极性相近含氟气体的筛分分离，解决了含氟电子特气痕量杂质超深度脱除难题。
电子特气行业前景广阔，但国内电子气体行业还需在技术层面加以突破。在材料方面，气体终端净化器的核心材料，如净化用的催化剂、吸附剂等仍有改进空间；在设备方面，与高纯气体接触的各种器材必须满足洁净的标准，否则释放出来的微量杂质将污染电子气体；在检测技术上，我国需在超痕微量杂质、高精度分析检测技术以及专用仪器方面继续攻关；此外，电子特气生产用的容器、管道、阀门等也亟待自主研究开发。
作者介绍：
任其龙：化学工程专家，中国工程院院士，浙江大学教授、博士生导师，生物质化工教育部重点实验室主任，浙江大学工业技术转化研究院院长，浙江大学衢州研究院院长，中国化工学会会士，享受国务院政府特殊津贴，浙江省有突出贡献的中青年专家。兼任：中国化工学会副理事，中国化工学会超临界流体技术专业委员会主任委员，中国化工学会过程强化专业委员会副主任委员，浙江省化工学会理事长。1982年和1987年分别获浙江大学学士、硕士学位，1998年获浙江大学博士学位。自1982年起一直在浙江大学工作，期间曾赴日本开展研究。曾任浙江大学化学工程与生物工程学院院长。任其龙院士长期从事化工分离领域的应用基础研究和工程实践，创建了分子辨识分离工程平台技术，解决了组分极复杂、分子极相似生物基原料的分离难题，实现天然维生素E、24-去氢胆固醇等十余种高端化工医药产品的高效制造，部分产品为国际首创，经济和社会效益显著。主持完成或在研科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家863项目和重大企业合作项目20余项，发表SCI/EI收录论文220余篇，获授权发明专利110余件。作为第一完成人获国家技术发明奖二等奖2项、省级科技一等奖2项。获第九届中国专利优秀奖、发明创业奖、赵永镐科技创新奖、2025年浙江省“最美科技工作者”等荣誉。
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