中国科学院过程工程研究所环境工程研究部曹宏斌

gaozhongtongxue

曹宏斌，中国科学院过程工程研究所研究员。中组部“万人计划”科技创新领军人才首批入选者（2013）、国家杰出青年基金获得者（2014）。北京市过程污染控制环境工程研究中心主任、水体污染控制与治理科技重大专项河流主题专家、环境技术与工程研究部主任。
　　1993年毕业于天津大学化学系获应用化学专业学士学位，2001年获该校化学工程专业博士学位。随后进入中科院过程工程研究所工作至今。目前主要采用化学与生物法相结合，进行工业污染全过程控制的理论、关键技术与应用研究，已分别在“工业氮硫钒铬钼废弃物资源化再生循环、“电子废弃物资源化”和“难降解有毒有机物污染物的强化处理” 等领域取得长期工作积累和标志性成果，其中“煤化工废水全过程低成本深度处理与脱盐”、“含重金属氨氮废水资源化与无害化”和“钒铬废渣资源化与无害化”全部获得工业应用，累计建成示范工程40余套。
　　近年来共主持包括水重大专项课题、863课题、环保部公益性项目等近20项。在环境领域发表论文近200余篇，其中在业内著名期刊Environmental Science & Technology等上发表SCI论文超过80篇，被他人引用近500次；申请专利60多项，获得授权50项。
　　2013年国家技术发明二等奖（排名第1）、2012年获得环境保护部环境保护科学技术奖一等奖（排名第1）、2011年获得辽宁省科学技术发明奖一等奖（排名第1）、2010年获石油化工协会科技进步二等奖（排名第3）。

姓 名:曹宏斌        
性    别:男
职 务:过程污染控制环境工程研究中心主任        
职    称:研究员
通讯地址:北京市海淀区中关村北二街1号
邮政编码:100190        
电子邮件:hbcao@ipe.ac.cn        

教育背景
1998-09--2001-06   天津大学   博士学位
1995-09--1998-03   天津大学   硕士学位
1989-09--1993-06   天津大学   学士学位

工作简历
2001-06~现在, 中国科学院过程工程研究所, 助理研究员、副研、研究员
1998-09~2001-06,天津大学, 博士学位
1995-09~1998-03,天津大学, 硕士学位
1993-07~1995-08,南通永通活性炭纤维有限公司, 助理工程师
1989-09~1993-06,天津大学, 学士学位
社会兼职
2018-11-01-2021-10-31,长江生态环境保护修复联合研究总体专家组, 成员
2017-03-01-今,中国环境科学学会固体废物分会, 副主任委员
2017-03-01-今,中国环境科学学会固体废物分会, 副主任委员
2017-01-01-2020-12-31,高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室, 技术委员会委员
2015-12-17-今,中科院过程工程研究所学位委员会, 委员
2013-12-26-今,中科院过程工程研究所工程技术委员会, 委员
2013-12-20-今,中科院过程工程研究所学术委员会委员,
2013-06-13-今,北京市过程污染控制工程技术研究中心, 主任
2012-01-30-今,水污染防治重大科技专项河流主题专家组成员,
2012-01-12-今,中国环境科学学会理事,
2012-01-12-今,中国环境科学学会理事,
2010-04-23-今,工业化信息部烧结烟气脱硫后评估专家,

奖励信息
（1） 全过程优化的焦化废水高效处理与资源化技术及应用, 二等奖, 国家级, 2018
（2） 光华工程科技奖-青年奖, 专项, 2016
（3） 钨钼冶金氨污染全过程控制技术及应用示范, 一等奖, 部委级, 2016
（4） 工业钒铬废渣与含重金属氨氮废水资源化关键技术和应用, 二等奖, 国家级, 2013
（5） 高浓度氨氮废水资源化处理技术及工程示范, 一等奖, 部委级, 2012
（6） 钒铬废渣资源化关键技术与产业化应用, 一等奖, 省级, 2011
（7） 柴油微生物脱硫的过程工程研究, 二等奖, 部委级, 2010
专利成果
（ 1 ） 一种用于热敏、易乳化有机相的半连续萃取或反萃取方法, 2010, 第 1 作者, 专利号: 200710175895.2
（ 2 ） 一种资源化处理有色金属加工过程产生的含氨和硫酸根废水的方法, 2010, 第 1 作者, 专利号: 200710099139.6
（ 3 ） 一种曝气-沉淀一体式好氧反应器, 2008, 第 3 作者, 专利号: ZL200820123413.9
（ 4 ） 一种控制石墨烯基材料表面电位的方法, 2016, 第 3 作者, 专利号: 201210514356.8
（ 5 ） 一种沉淀分离与回收钒铬溶液中钒和铬的方法, 2016, 第 3 作者, 专利号: 201210513214.X
（ 6 ） 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410160170.6
（ 7 ） 用于煤化工含盐废水脱盐的电渗析膜污染综合防治方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410246744.1
（ 8 ） 处理焦化废水的萃取剂, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201410029326.7
（ 9 ） 一种难降解有机废水臭氧催化氧化处理装置及工艺, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201410194215.1
（ 10 ） 基于多级逆流倒极电渗析器的煤化工含盐废水处理方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201410246909.5
（ 11 ） 一种过热水蒸气清洁分离废旧锂离子电池正极材料的方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201210251559.2
（ 12 ） 一种载酶磁性颗粒强化絮凝去除水中微量有毒污染物的方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201310627975.2
（ 13 ） 一种预防钒铬萃取分离过程界面污物的方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201310259938.0
（ 14 ） 一种钒基液相催化剂及其制备方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201210048920.1
（ 15 ） 一种复合胺-羟肟萃取剂萃取含钨钼酸盐溶液的钨钼分离方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201310261381.4
（ 16 ） 一种含钨结晶母液和含氨蒸汽的资源化综合利用方法, 2015, 第 3 作者, 专利号: 201310132919.1
（ 17 ） 一种共掺杂TiO2催化剂及其制备方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201410053505.4
（ 18 ） 利用电镀污泥资源化去除废水中氰化物的方法, 2015, 第 2 作者, 专利号: 201310741656.4
（ 19 ） 一种阴阳极同步电催化硫酸盐废水生物处理的方法, 2015, 第 1 作者, 专利号: 201310263450.5
（ 20 ） 一种除去水中六价钼的方法, 2016, 第 3 作者, 专利号: 201310291466.7
（ 21 ） 一种工业达标外排废水的深度处理与回用系统及方法, 2016, 第 1 作者, 专利号: 201310339962.5
（ 22 ） 一种PCB线路板蚀刻废液的资源化处理机循环利用方法, 2016, 第 3 作者, 专利号: 201310528684.8
（ 23 ） 一种同时制备高纯钒和杂多酸催化剂的方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410160201.8
（ 24 ） 一种酶电极、酶生物传感器及其制备方法和应用, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410169559.7
（ 25 ） 一种用于氯化铵废水资源化处理的方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410590066.0
（ 26 ） 一种用于焦化废水的高效电渗析脱盐装置与方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201410759526.8
（ 27 ） 一种臭氧光催化反应器及水处理方法, 2016, 第 2 作者, 专利号: 201510024822.8
（ 28 ） 一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收方法, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201510242788.1
（ 29 ） 一种三维分级多孔活性炭材料的制备方法, 2017, 第 3 作者, 专利号: 201310693483.3
（ 30 ） 一种同步除盐除难降解有机物的电化学废水处理方法, 2017, 第 3 作者, 专利号: 201510094785.8
（ 31 ） 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途, 2017, 第 2 作者, 专利号: 201510547759.6
（ 32 ） Method and reactor for removing organic matters by immobilized-enzymatic electrode coupled electro-coagulation, 2017, 第 1 作者, 专利号: US 9708203B2
（ 33 ） 一种用于淀粉糖水解液脱盐的电渗析装置及方法, 2018, 第 2 作者, 专利号: 201511020589.2
（ 34 ） 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法, 2018, 第 1 作者, 专利号: RU2645535

发表论文
（1） Reaction condition optimization and degradation pathway in wet oxidation of benzopyrazole revealed by computational and experimental approaches, Journal of Hazardous Materials, 2018, 第 11 作者
（2） Towards a better understanding of the synergistic effect in the electro-peroxone process using a three electrode system, Chemical Engineering Journal, 2018, 第 11 作者
（3） High-performance recovery of vanadium(V) in leaching/aqueous solution by a reusable reagent-primary amine N1519, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2017, 第 3 作者
（4） Transformation of halobenzoquinones with the presence of amino acids in water: Products, pathways and toxicity, Water Research, 2017, 第 3 作者
（5） Fast electron transfer and •OH formation: key features for high activity in visible-light-driven ozonation with C3N4 catalysts, ACS Catalysis, 2017, 第 11 作者
（6） Electrochemical impedance spectroscopy and surface properties characterization of anion exchange membrane fouled by sodium dodecyl sulfate, Journal of Membrane Science, 2017, 第 3 作者
（7） Effect of plasma treatment on the surface properties and antifouling performance of homogeneous anion exchange membrane., Desalination and Water Treatment, 2017, 第 3 作者
（8） Selection of active phase of MnO2 for catalytic ozonation of 4-nitrophenol, Chemosphere, 2017, 第 2 作者
（9） IS C3N4 Chemically Stable toward Reactive Oxygen Species in Sunlight-Driven Water Treatment?, Environmental Science & Technology, 2017, 第 11 作者
（10） Fabrication of a novel nanofibers-covered hollow fiber membrane via continuous electrospinning with non-rotational collectors, Materials Letters, 2017, 第 3 作者
（11） Electrochemistry during efficient copper recovery from complex electronic waste using ammonia based solutions, Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2017, 第 2 作者
（12） Amorphous-crystalline TiO 2/carbon nanofibers composite electrode by one-step electrospinning for symmetric supercapacitor, Electrochimica Acta, 2016, 第 3 作者
（13） Determination and modeling for the solubility of Na2MoO4·2H2O in the (Na++MoO42-+SO42-) system, J. Chem. Thermodynamics, 2016, 第 11 作者
（14） Determination and modeling for the solubility of Na2WO4·2H2O and Na2MoO4·2H2O in the (Na++MoO42-+MoO42-+SO42- +H2O) system, J. Chem. Thermodynamics, 2016, 第 11 作者
（15） High-efficient extraction of vanadium and its application in the utilization of the chromium-bearing vanadium slag, Chemical Engineering Journal, 2016, 第 11 作者
（16） Bipolar membrane electrodialysis for generation of hydrochloric acid and ammonia from simulated ammonium chloride wastewater, Water Research, 2016, 第 11 作者
（17） Characterization of anion exchange membrane modified by electrodeposition of polyelectrolyte containing different functional groups, Desalination, 2016, 第 11 作者
（18） Efficient Catalytic Ozonation over Reduced Graphene Oxide for p.Hydroxylbenzoic Acid (PHBA) Destruction: Active Site and Mechanism, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 第 11 作者
（19） Super synergy between photocatalysis and ozonation using bulk g-C3N4 as catalyst: A potential sunlight/O3/g-C3N4 method for efficient water decontamination, Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 第 11 作者
（20） Dramatic coupling of visible light with ozone on honeycomb-like porous gC 3 N 4 towards superior oxidation of water pollutants, Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 第 11 作者
（21） The synergistic effect of organic foulants and their fouling behavior on the nanofiltration separation to multivalent ions., Desalination and water treatment, 2016, 第 11 作者
（22） Catalytic ozonation of 4-nitrophenol over a mesoporous MnO2 with resistance to leaching, Catalysis Today, 2015, 第 3 作者
（23） g-C3N4-triggered super synergy between photocatalysis and ozonation attributed to promoted žOH generation, Catalysis Communications, 2015, 第 3 作者
（24） Activated carbon electrodes: Electrochemical oxidation coupled with desalination for wastewater treatment, Chemosphere, 2015, 第 11 作者
（25） Desalination stability of capactive deionization using ordered mesoporous carbon:Effect of oxygen-containing surface groups and pore properties, Desalination, 2015, 第 11 作者
（26） Integrated electrospun carbon nanofibers with vanadium and single-walled carbon nanotubes through covalent bonds for high-performance supercapacitors, RSC Advances, 2015, 第 4 作者
（27） A combination of electro-enzymatic catalysis and electrocoagulation for the removal of endocrine disrupting chemicals from water, Journal of Hazardous Materials, 2015, 第 11 作者
（28） The determination of surface charge on nitrogen-containing reduced graphene oxides and its application to adsorb molybdate, Materials Chemistery and Physics, 2015, 第 3 作者
（29） Tuning sulfur doping in graphene for highly sensitive dopamine biosensors, Carbon, 2015, 第 11 作者
（30） Thermodynamic models based on Pitzer-NRTL and Pitzer-Margules equations for the extraction of tungstic acid with primary amine N1923, Science China Technological Sciences, 2015, 第 4 作者
（31） g-C3N4-triggered super synergy between photocatalysis and ozonation attributed to promoted (OH)-O-center dot generation, Catalysis Communications, 2015, 第 3 作者
（32） A closed-loop process for recycling LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 from the cathode scraps of lithium-ion batteries: Process optimization and kinetics analysis, Separation and Purification Technology, 2015, 第 2 作者
（33） Organic pollutants removal in wastewater by heterogeneous photocatalytic ozonation, chemoshpere, 2015, 第 3 作者
（34） Measurement and modeling for vanadium extraction from (NaVO3–H2SO4–H2O) system by prinamry anmie N1923, Journal of Chemical Thermodynamics, 2015, 第 3 作者
（35） Spatial distribution of bacterial community in EGSB reactor treating synthetic sulfate-containing wastewater at low organic loading rate, Chinese Science Bulletin, 2014, 第 11 作者
（36） The evolution of surface charge on graphene oxide during reduction and its application in electroanalysis, Carbon, 2014, 第 11 作者
（37） Measurement and modeling for the solubility of hydrogen sulfide in Primene JM-T, Chinese journal of chemical engineering, 2014, 第 11 作者
（38） Measurement and modelling of the solubility of carbon dioxide in aqueous 1,8-p-menthane-diamine solution, J. Chem. Thermodynamics, 2014, 第 11 作者
（39） Removal of total cyanide in coking wastewater during a coagulation process: significance of organic polymers, Journal of Environmental Sciences-China, 2014, 第 11 作者
（40） Promoting effect of nitration modification on activated carbon in catalytic ozonation of oxalic acid, Applied Catalysis B: Environmental, 2014, 第 1 作者
（41） Thermodynamic model for tungstic acid extraction from sodium tungstate in sulfuric acid medium by primary amine N1923 diluted in toluene, Hydrometallurgy, 2014, 第 3 作者
（42） Selective extraction and deep separation of V(V) and Cr(VI) in the leaching solution of chromium-bearing vanadium slag with primary amine LK-N21, Separation and Purification Technology, 2014, 第 11 作者
（43） Optimal Design of Solvent Blend and Its Application in Coking Wastewater Treatment Process, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 第 11 作者
（44） Mechanisms of Cu2+ migration, recovery and detoxification in Cu2+-, SO42--containing wastewater treatment process with anaerobic granular sludge, Environment Technology, 2014, 第 11 作者
（45） Comparison of Mg2+- and Ca2+-enhancing anaerobic granulation in an expanded granular sludge-bed reactor, SCIENCE CHINA Chemistry, 2014, 第 3 作者
（46） KOH Self-templating Synthesis of Three-dimensional Hierarchical Porous Carbon Materials for High Performance Supercapacitors, Journal of Materails Chemistry A, 2014, 第 11 作者
（47） Degradation and transformation of atrazine under catalyzedozonation process with TiO2 as catalyst, Journal of Hazardous Materials, 2014, 第 2 作者
（48） Reaction mechanism and metal ion transformation in photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid with Ag+/TiO2, Journal of Environmental Sciences-China, 2014, 第 11 作者
（49） Activated carbon-enhanced ozonation of oxalate attributed to HO oxidation in bulk solution and surface oxidation: Effects of the type and number of basic sites, Chemical Engineering Journal, 2014, 第 11 作者
（50） Crittenden.Activated carbon enhanced ozonation of oxalate attributed to HOU oxidation in bulk solution and surface oxidation: Effect of activated carbon dosage and pH, Journal of Environmental Sciences, 2014, 第 11 作者
（51） Activated carbon enhanced ozonation of oxalate attributed to HOU oxidation in bulk solution and surface oxidation: Effect of activated carbon dosage and pH, Journal of Environmental Sciences, 2014, 第 11 作者
（52） A novel process for recycling and resynthesizing LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 from the cathode scraps intended for lithium-ion batteries, waste management, 2014, 第 11 作者
（53） Heterogeneous Fenton-like degradation of 4-chlorophenol using iron/ordered mesoporous carbon catalyst, Journal of Environmental Sciences, 2014, 第 11 作者
（54） Highly Selective PdCu/Amorphous Silica-Alumina (ASA) Catalysts for Groundwater Denitration, Environmental Science Technology, 2011, 第 11 作者
（55） Degradation of pentachlorophenol by a novel peroxidase-catalyzed process in the presence of reduced nicotinamide adenine dinucleotide, chemosphere, 2011, 第 3 作者
（56） Effects of sulfide on sulfate reducing bacteria in response to Cu(II), Hg(II) and Cr(VI) toxicity, Chinese Science Bulletin, 2011, 第 11 作者
（57） Effects of sulfate bio-reduction and the desulphurization efficiency in EGSB reactor, Fresenius environmental bulletin, 2010, 第 11 作者
（58） Effects of bacterially produced precipitates on the metabolism of sulfate reducing bacteria during the bio-treatment process of copper-containing wastewater, Science China-Chemistry, 2010, 第 11 作者
（59） The Production of Hydroxyl Radical in HRP-NADH-H2O2/O-2 Systems and Its Application in Chlorobenzene Removal, Spectroscopy and spectral analysis, 2010, 第 11 作者
（60） Separation of Copper Foils and Base Plates from Waste Printed Circuit Boards by Chemical Swelling Method, selected proceedings of the fifth international conference on waste management and technology, 2010, 第 11 作者
（61） Effect of organic compounds on nitrite accumulation during the nitrification process for coking wastewater, Water science and technology, 2010, 第 2 作者
（62） Effects of various pretreatments on biological sulfate reduction with waste activated sludge as electron donor and waste activated sludge diminution under biosulfidogenic condition, Journal of hazardous materials, 2010, 第 11 作者
（63） Innovative Biological Process for Treatment of Coking Wastewater, Environmental engineering science, 2010, 第 11 作者
（64） Separation of copper, iron (III), zinc and nickel from nitrate solution by solvent extraction using LK-C2, Seperation and purification technology, 2010, 第 11 作者
（65） Selective extraction and deep removal of tungsten from sodium molybdate solution by primary amine N1923, seperation and purification technology, 2009, 第 11 作者
（66） Separation of p-Nitrophenol and o-Nitrophenol with three-liquid-phase extraction system, seperation and purification technology, 2009, 第 11 作者
（67） Characterization and prevention of interfacial crud produced during the extraction of vanadium and chromium by primary amine, Hydrometallurgy, 2009, 第 11 作者
（68） Reduction Kinetics of Chromium(VI) by S(-II) in Alkalescent Aqueous Media, environmental engineering science, 2009, 第 11 作者
发表著作
（ 1 ） 中国至2050年先进制造科技发展路线图, Advanced Manufacturing Technology in China：A Roadmap to 2050, 科学出版社, 2009-09, 第 5 作者
（ 2 ） 三峡库区及其上游水污染防治战略咨询, The Three Gorges Reservoir and its upstream water pollution control strategy consulting, 中国工程院, 2010-07, 第 5 作者
（ 3 ） 我国重点湖泊富营养化控制及其流域经济协调发展战略研究, 中国环境出版社, 2013-09, 第 5 作者
（ 4 ） 伯胺在萃取/分离中的应用, 科学出版社, 2014-11, 第 1 作者
（ 5 ） 2017年中国动力电池回收处理产业现状与发展报告, 科学技术文献出版社，人民出版社, 2018-07, 第 3 作者
（ 6 ） 我国工业源六价铬排放来源与分布研究, 中国环境出版集团, 2018-12, 第 1 作者

科研项目
（ 1 ） 海洋硫酸盐还原菌生物脱硫及强化基础研, 主持, 国家级, 2009-01--2011-12
（ 2 ） 典型工业酸性废水资源化回收技术与关键设备研究, 主持, 研究所（学校）, 2009-01--2012-12
（ 3 ） 工业钒铬废渣高值化清洁利用关键技术及万吨级示范, 主持, 国家级, 2010-06--2012-06
（ 4 ） 松花江重污染行业清洁生产关键技术及工程示范, 主持, 国家级, 2008-09--2010-12
（ 5 ） 我国六价铬工业污染源解析与控制策略研究, 主持, 国家级, 2011-01--2011-12
（ 6 ） 基于多尺度系统分析模型的中国钢铁工业可持续发展研究, 主持, 国家级, 2015-01--2018-12
（ 7 ） 冶金环境工程, 主持, 国家级, 2015-01--2019-12
（ 8 ） 化学工业废水处理污泥污染特征与污染风险控制研究, 主持, 国家级, 2015-04--2018-04
（ 9 ） 含铬钒镍锰等有价金属复杂二次资源清洁利用研究及示范, 主持, 国家级, 2015-04--2018-12
（ 10 ） 典型原料药制造全过程污染控制关键技术与示范, 主持, 部委级, 2016-01--2018-12
（ 11 ） 钢铁行业水污染全过程控制技术系统集成与综合应用示范, 主持, 国家级, 2017-01--2020-06
（ 12 ） “云煤炉”气化废水零排放处理技术集成与示范, 主持, 部委级, 2019-01--2020-12
参与会议
（1）Integrated Technology for Coal Chemical Wastewater Treatment and Industrial Application   2016年化学工程前沿论坛-化工环境与可持续发展国际论坛   2016-02-24
（2）伯胺萃取钒及高纯产品制备   2015年第三届钒产业先进技术交流会   曹宏斌   2015-09-09
（3）Clean and Optimum Utilization of all Components from Waste PCBs   第五届固体废物管理与技术国际会议   Hong-bin CAO, Xi-hua ZHANG, Hong-liang LIU   2010-12-15
（4）Separation of Vanadium(V) and Chromium(VI) by primary amine from industrial residue   第五届国际湿法冶金会议   Hong-bin Cao，Xiao Lin   2009-07-05
（5）The advancement of the industrial waste resourcesiation technology and key areas in China   第三届中德环境论坛   Hongbin Cao   2009-06-18
　　

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1月8日上午，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。我所牵头负责的“全过程优化的焦化废水高效处理与资源化技术及应用”项目荣获2018年度国家科技进步二等奖。


　　该项目主要由我所环境技术与工程研究部的曹宏斌、张懿、李玉平、李海波、盛宇星、谢勇冰、宁朋歌、赵赫、赵月红、石绍渊等合作完成，属于化学工业废物处理与综合利用和水污染防治工程领域。


　　焦化废水的稳定达标处理已成为影响生产企业水质达标排放和水回用的主要障碍，严重制约煤化工、钢铁等行业可持续发展，被国家“水十条”要求限期重点整治。项目基于污染全过程综合控制的思路，提出基于资源化减排-无害化降解优化组合的处理新方法，研发突破了酚油萃取协同解毒、非均相催化臭氧氧化等核心关键技术，并集成优化形成了焦化废水全过程强化处理成套技术，构建了工业设计基础工艺数据包，建成产业化工程，实现焦化废水资源回收和低成本稳定达标处理，满足行业和地方环境管理要求。项目研发的核心产品及技术已在煤化工、钢铁等行业得到大规模应用，包括首台套、处理规模最大在内的数十项水污染控制工程，产生了显著的环境、经济和社会效益，推动了我国煤化工行业水污染控制由国际跟跑向领跑转变。


　　该项目得到国家水体污染控制与治理科技重大专项、863等国家科技计划支持，入选水专项标志性成果和原环保部发布的《国家鼓励发展的环境保护技术（水污染治理领域）》（2015年），参加2016年举办的国家“十二五”重大成就展，显著推动了难降解工业废水处理科学技术进步，为不同难降解废水体系达标处理提供可借鉴案例。

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O3与H2O2之间的peroxone反应因其可生成高活性的•OH被认为是一种有希望解决日益严重的水污染问题的技术，但它在酸性条件下反应速率常数很低(pH=3时，小于0.1 M-1s-1)。近日，中科院过程工程研究所曹宏斌，天津大学巩金龙，中科院金属研究所尹利长等人报道了一种单原子Mn固定在石墨化氮化碳上的多相催化剂，该催化剂通过改变反应路径，有效地克服了这一缺陷，从而显著促进了•OH在酸性溶液中的生成。实验和理论研究表明，Mn-N4是活性位点。作者发现了一种独特的H2O2活化生成HO2•的催化途径，克服了传统peroxone反应中HO2-作为必要引发剂的限制。

Zhuang Guo, Yongbing Xie, Lichang Yin*,Hongbin Cao*, Jinlong Gong*, et al. Single-atom Mn-N4 SitesCatalyzed Peroxone Reaction for Efficient Production of Hydroxyl Radicals underAcidic Solution. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b04569

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04569

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2019年自然科学基金重点项目-基于形态-结构精准调控的新能源废料清洁高值化利用技术基础
批准号        51934006        学科分类        ( )
项目负责人        曹宏斌       
依托单位        中国科学院过程工程研究所
资助金额        300.00万元       
项目类别        重点项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2024 年 12 月 31 日

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基于电子还原活化臭氧的研究思路，过程工程所开发出太阳光催化活化臭氧深度降解有机物新技术，该项新技术可大大提高废水污染物降解速率，达到传统光催化和臭氧氧化降解过程加和的95.8倍。太阳能作为一种清洁可持续的能源，将有望深度参与废水处理过程。这种耦合技术具有缓解能源压力、降低环境污染双重意义。近日，该综述论文被选为Accounts of Chemical Research 5月期封面 (DOI：https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00624)。
　　废水污染和水资源短缺是制约我国社会持续稳定发展的重要瓶颈，工业废水每年产生量约200亿吨，且组成复杂、治理难度极大。臭氧氧化法是一种常见的废水处理技术，但存在有机物降解不彻底、处理出水难以达标的问题。有机物的充分降解是水污染控制领域研究者共同关注的热点和难点问题，开发出高效的深度氧化处理新技术具有重要的科学价值和社会意义。
　　臭氧氧化法处理污水过程中，一般需通过加入催化剂、光照、电场或能量场等，强化臭氧分解产生羟基自由基（·OH），深度降解污染物为二氧化碳和水。过程工程所环境技术与工程研究部曹宏斌研究员和谢勇冰副研究员长期从事重污染行业有机废水污染控制，通过开发碳基复合催化剂和梯度氧化工艺，实现了催化臭氧氧化技术的规模化工业应用。近几年，又将太阳能的高效催化作为研究重点。
　　该研究团队首先合成了不同结构和光电特性的石墨相氮化碳（g-C3N4）作为可见光催化剂，初步分析催化剂的构效关系，与德国莱布尼兹催化所合作开发原位电子顺磁共振技术，定量分析了光生电子产生、传输及还原O3/O2产生活性氧化物种的过程，揭示了光催化过程、光催化活化臭氧过程产·OH反应路径的重大差异，深入解释了两种过程高效耦合的原因（ACS Catalysis,2017,7(9),6198–6206）。在此基础上系统合成出一系列不同能带结构的g-C3N4材料，其光生电子的数量和还原能力分别取决于禁带宽度和导带底的位置，二者综合决定g-C3N4的催化性能，明确了下一步催化剂开发的思路(ACS Catalysis,2019,9,8852–8861)。在应用g-C3N4催化剂的过程中，研究了其结构和催化稳定性，由于·OH优先进攻水溶液中的有机污染物，维持了g-C3N4催化剂的相对稳定（Environmental Sciences & Technology,2017,51(22),13380-13387）。
　　此外，研究团队还对太阳能利用模式、催化剂负载和反应器设计提出了具体构想，通过与催化臭氧氧化技术有机结合，将加速提高本技术的应用进程，真正形成一种绿色高效的有机废水深度处理技术，广泛用于更多的废水处理应用场景。

　　

　　图：光催化-臭氧氧化与催化臭氧氧化相结合的新工艺

　　该文第一作者为肖家栋博士，共同通讯作者为曹宏斌研究员和莱布尼茨催化研究所Angelika Brückner教授。该工作得到国家基金委杰出青年基金、北京市面上基金和中国科学院-德国学术交流中心联合项目资助。

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10月25日，来自全国多家科研机构与科创企业的28支团队带着创新创业项目齐聚怀柔科学城，角逐2020年“国科大杯”创新创业大赛总决赛。经过激烈角逐，由过程工程所环境技术与工程研究部曹宏斌研究员和孙峙研究员指导的博士研究生康飞-“绿巨人”团队，以“退役锂电池智能循环工艺与装备”项目摘得总决赛创意组一等奖桂冠。同时，过程工程所荣获优秀组织单位奖，曹宏斌研究员和孙峙研究员荣获优秀指导教师奖。

　　本次“国科大杯”创新创业大赛共设置了五个领域的分项赛，涉及新一代信息技术、新材料、智能制造与高端装备、生物医药与医疗康养、新能源和节能环保等，来自中科院各院所、中国科学院大学、各企业的200多个项目报名参加。经过初赛和分项决赛的层层选拔，28个项目进入总决赛，决赛分为创意组、初创组、成长组3个组别，各设一等奖一名。
　　“退役锂电池智能循环工艺与装备项目”在多项原创性研究成果基础上创新性地解决了电池预处理过程中排污强度大、产品杂质含量高的难题，其开发的耦合物理放电-智能拆解等关键技术装备，可以实现对退役锂电池的短程预处理，有利于消减二次污染，从而大幅提升产品价值，助力锂电池回收产业绿色升级。
　　本次赛事活动进一步提升了科研和管理骨干的创新创业意识，激发了其创新创业动力。下一步，过程工程所将与本次大赛各主办方联合开展更多的项目对接活动，继续加大对科技合作和成果转化的支持与推动，协同构建科技创新生态环境，助力高科技产业高质量发展。

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日前，由过程工程所曹宏斌研究员、赵赫研究员、孙峙研究员等共同编著的《工业污染全过程控制与应用》一书由科学技术文献出版社正式出版。该书为国家科学技术学术著作出版基金项目。
　　重化工业的污染控制和治理是我国迫切需要解决的难题。我国工业污染防治以传统末端治理为主，生产端与末端统筹不够。随着排放标准日趋严格，企业治污成本高、达标排放压力大，迫切需要变革传统治污模式，开展高效污染治理，实现经济效益和生态环境保护的双赢，“工业污染全过程控制”技术应运而生。

　　《工业污染全过程控制与应用》一书共7章。编著团队历经十余年研究实践，建立了以“问题识别-内在关系揭示-控制技术研发-工程应用示范”为核心的普适性“工业污染全过程控制”技术方法，开展了“工业污染全过程控制”理念的实际工程应用探索。该书将理论与实践相结合，对工业污染全过程控制进行多角度阐述。创新构建基于污染源解析与控污策略-清洁生产过程减排-末端无害化解毒-多过程优化集成的工业污染全过程综合控制技术体系。全面阐述工业污染控制理论方法、技术与应用情况，以及未来发展方向。同时，选取焦化行业、钨行业、钒行业作为重化工行业的典型代表，从综合防控技术体系、技术优化集成以及全过程控制的工程推广应用进行示例分析。该书为工业行业污染治理的科研人员以及企业技术人员提供了切实有效的理论与方法。

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5月30日，第三届全国创新争先奖表彰奖励大会在京举行。过程工程所研究员曹宏斌荣获全国创新争先奖。
　　面向国家重大需求，曹宏斌创新性地将系统工程的方法应用于工业污染控制，发展了高效分离为核心、统筹生产端与末端协同优化的减污降碳协同控制新方法。聚焦煤化工水污染全过程高效控制、重金属复合污染深度分离与废水近零排放、锂电固废低碳循环利用等领域，带领团队突破了20余项关键核心技术，取得了多项重大科技成果，解决了煤化工高浓度难降解废水处理、锂电池高效循环利用与二次污染控制等一系列技术难题。技术成果应用在新能源固废处理、冶金、煤化工等行业的16项首套示范工程中，并推广应用至100余套工程，取得显著经济、环境和社会效益，为我国工业污染过程减污降碳技术创新与工业应用提供了工程案例与成套技术。
　　全国创新争先奖由人力资源社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委共同设立，是继国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖之后，于2017年批准设立的又一国家级重大科技奖项，主要表彰在面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康以及社会服务等相关科技创新领域作出突出贡献的优秀科技工作者和团队。该奖项每三年评选表彰一次，每次不超过10个科研团队获得奖牌，不超过30名科技工作者获得奖章。

　　曹宏斌，现任中国科学院过程工程研究所研究员，中国科学院化学化工科学数据中心主任，北京市过程污染控制工程技术研究中心主任。国家杰出青年科学基金获得者，光华工程科技奖获得者，中国环境科学学会会士，入选首批“万人计划”科技创新领军人才，享受国务院特殊津贴。曾以第一完成人获国家科技进步二等奖和国家技术发明二等奖各1项，获中国科技产业化促进会特等奖1项、省/部级一等奖4项。

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12月19日，何梁何利基金2023年度颁奖大会在北京举行，过程工程所研究员曹宏斌荣获2023年度何梁何利基金科学与技术创新奖（产业创新奖）。2023年度何梁何利基金科学与技术奖共授予56名杰出科技工作者。

　　曹宏斌长期从事重化工过程减污降碳技术与应用研究，针对有毒难降解物质因生产工艺限制进入末端导致资源浪费、污染排放难以达标和过程碳排放高等问题，突破热解络合精馏深度分离重金属-氨等关键核心技术，在煤化工、有色、钢铁等行业100余座工程实现应用，取得显著的经济、环境和社会效益。
　　何梁何利基金由香港爱国金融家何善衡、梁銶琚、何添、利国伟在1994年创立，旨在奖励中国杰出科学家，服务于国家现代化建设。何梁何利基金遴选奖励的杰出科技工作者，已成为我国社会力量创建科技奖励的成功典范，为激发我国科技创新发展的活力、培养自主创新人才发挥了积极作用。

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近日，由过程工程所研究员曹宏斌、中国环境科学研究院研究员周岳溪牵头组织编著的《流域水污染治理成套集成技术丛书（8册）》（以下简称“丛书”）获中国石油和化学工业优秀出版物奖（图书奖）一等奖。

        该套丛书为水体污染控制与治理科技重大专项标志性成果产出之一，梳理和集成了“十一五”到“十三五”期间,钢铁、石化、制药、食品加工、有色金属、印染、皮革、制浆造纸八大重点行业水污染全过程控制技术系统与应用的重要成果，形成了整装成套技术、综合解决方案和治理模式，为我国重点流域工业水污染控制与治理技术大规模应用推广提供了案例参考。
       该丛书曾入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目，并于2023年6月获选化学工业出版社成立70周年优秀出版物。