《高性能对苯二甲酸类金属-有机框架材料的创制与应用》

奖项类别：中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖

技术简介：

        金属-有机框架材料（Metal-OrganicFramework，简称MOF），是一类新兴的无机-有机杂化多孔材料。其具有结构明确、比表面积高、孔洞类型大小可调节性、配体易功能化修饰、含有较多配位键、缺陷和金属原子配位点等特性，被广泛用作载体材料、吸附材料和催化材料等。国际上大公司和科学家们至今没有停止过MOF工业化应用技术的研究创新，高性能MOF材料的产业化有助于推动我国制造业转型升级，有助于加快由国际产业分工链条中的中低端迈向中高端。

        然而，MOF合成成本高、大规模生产方法不成熟，截止到2015年本项目产业化前，仅德国BASF等少数公司有公斤级产品的合成报道。与此同时，全球没有完整成熟的MOF产业链，研发制备和下游应用脱节，市场需求尚未全面打开。我国橡塑制品产量在世界排名中始终位于前列，其中多种塑料制品产量位于全球首位，但受限于欧美和日本公司专利技术壁垒和高端市场垄断，我国橡塑行业助剂/催化剂产品同质化、低端化问题严重，诸如（1）PVC加工助剂种类多、性能单一、低效、有污染、价格昂贵；（2）橡胶助剂品种构成不合理、低效、有毒、成本高；（3）可降解聚酯催化剂毒性高、活性低、产品质量差，等等。MOF具有结构多样且易于设计剪裁的优势，以及特殊的表界面性质，为橡塑助剂的开发应用提供新成品成为可能。因而，亟需发展原创性的MOF产品制造技术及应用，满足化工新材料产业国家战略的重大需求，实现精细化工、轻工材料等产业的技术升级与绿色可挂续发展。

         针对上述重大挑战，项目组依托国家自然科学基金、江苏省科技厅重大成果转化和中石化等项目资助，历经十余年持续研究。在没有大规模工业生产和应用先例情况下，创新性地从合成纤维行业“碱减量”废水中回收的对苯二甲酸和MOF材料的自组装入手，发明了新型对苯二甲酸MOF材料的制备技术。突破了MOF材料低成本合成、实际应用和工业化的瓶颈，形成了由高性能对苯二甲酸MOF材料合成的理论基础，到核心技术创建和工业应用突破的完整体系。实现了MOF及其复合材料的高效生产，开发了多功能PVC加工助剂、低锌高效橡胶硫化活性剂、低毒高效环酯聚合催化剂等重大产品的全流程生产新工艺，产生了显著的经济效益和社会效益，使我国在全球率先实现了万吨级MOF材料的工业化。

        在国际上率先形成了万吨级MOF全套生产技术及配套装备，创制的系列MOF产品已在远东电缆、海螺型材、正新轮胎、玲珑轮胎等行业龙头企业实现了工业应用，近三年成果应用累计新增销售6.48亿元，新增利润1.65亿元。项目已获授权发明专利31件，发表SCI论文60余篇，2018年12月中国石油和化工联合会技术鉴定认为：本技术成果属国内外首创，整体技术国际先进、部分技术国际领先。

研发人员：陈群、张莉娜、陈圣春、陈海群、方春平、陆建