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环境保护中等离子体治理技术拓荒者
——记中山大学环境科学与工程学院副教授杜长明
本刊记者 曹晓旭
专家简介：
杜长明,博士,副教授.2006年获环境科学与工程专业博士学位,同年进入中山大学从事教学和科研工作,历经助教,讲师,副教授.入选了中国发明协会银奖(2008),“珠江科技新星”(2013),中国环境科学学会“青年科技奖”(2014),广州市重大行政决策论证专家(2015).研究方向：环境与能源技术、等离子体科学与技术.
当今时代,在大量科学知识基础上建立起的工业生产和制造方式,是集成了众多学科的先进技术和不断技术革新的生产方式.等离子体科学作为物质第四态的新兴学科,开启了一种全新的现代技术体系,衍生出许多与工业过程相互结合的独特技术,而这些新型的、特有的技术体系,正在不断影响着现代工业方式,也正影响着人们对工业污染的治理方式,如何有效解决三废治理过程中表现出的“难降解、难资源化、难从源头控制”这一国际性行业难题,是近年来研究的热点.
2003年开始,杜长明从等离子体与环境结合的物理、化学及生物过程中,开展了绿色等离子体消除有机污染物、无机污染物、有害微生物及其技术应用的研究,在新型等离子体源、等离子体一体净化、废弃物等离子体制氢方向研究取得了系列原创性成果.
新型环境等离子体技术
在现代的等离子体技术中,一个重大的挑战就是找到一种能够融合热等离子体（能量密度高）和非热等离子体（电子温度高而离子温度低）优点的产生方法.
杜长明发展了非热电弧等离子体,出版著作《非热电弧等离子体技术与应用》,与热电弧等离子体相比,非热电弧具有能耗低、效率高、电极寿命长的特点；与非热等离子体相比,又具有能量密度高、处理量大的优点.他开发出包括尖端电弧放电、滑动电弧放电、旋转电弧放电、龙旋风电弧放电、缩放电极电弧放电、气液混相电弧放电、微弧放电、大功率非热电弧放电、等离子体射流、等离子体流化床、等离子体回转炉在内的系列化等离子体发生器和装备,等离子体源的功率由几毫瓦拓展到几十千瓦,应用到环保、能源、材料、生物等领域.并与他人合作国内首次提出活性炭吸附和脱附－等离子体氧化净化有机废气工艺.
等离子体净化污染物的物理、化学及生物机理
杜长明发展了等离子体一体净化、等离子体过程强化及等离子体作用因子的定性与定量分析技术,通过等离子体物理化学机制与生物学机制组合研究,确定和定量等离子体作用因子对脱除污染物的贡献及方式,全面确定等离子体与污染物之间的相互作用机制.在利用分子生物学方法研究等离子体杀菌机理中,首次阐明了镁元素在等离子体杀菌过程中的变化规律.首次在等离子体环境下,人工合成了纳米氧化铜材料.
废弃物等离子体制氢
杜长明发展了等离子体废弃物制氢理论与技术,在处理有机废弃物同时,回收了合成气、炭黑等产品,具有资源化程度最高、无害化最彻底等优势,在保护环境、回收能源,促进可持续发展等方面均具有巨大潜力.基于创新研究成果,他以第一作者兼通讯作者为国际顶级期刊Chemical Reviews（2015,115:1503－1542.Chemical Reviews撰写报告,该报告在2015年汤森路透出炉的S C I期刊分析报告中排名第三,因子高达46.568,该份报告涵盖82个国家237个大类10927本期刊）撰写的关于等离子体技术的综述论文1篇,文中首次构建了等离子体制氢的物质循环流和能量流动图.
在科研上不断深挖科学技术难题的同时,杜长明还致力于等离子体技术在环保与能源领域的产业转化,目前已建立工业/中试示范装置6套；还经常深入企业进行技术指导,帮助企业建立突发环境事件预防体系.
作为对所付出努力的认可,他主持/参加了包括国家自然科学基金、广东省应用型科技研发专项资金项目等国家级与省市级科研项目共计2 5 项以上.建立工业/中试示范装置6套.授权专利12项.共计发表期刊论文74篇,SCI收录47篇（总影响因子160以上,S C I他引300次以上）.近5年,作为第一作者在包括Chemical Reviews（1篇）、S c i e n t i f i c Reports（1篇）、Applied E n e r g y （ 1 篇） 、International Journal of Hydrogen Energy（4篇）等国际学术期刊上发表S C I论文12篇.其中含原创性成果的论文被引入3部著作Low Temperature Plaa Technology M e t h o d s a n d A p p l i c a t i o n s、P l a s m a Chemistry and Catalysis in Gases and Liquids、Plaa Discharge in Liquid Water Treatment and Application,被5篇综述性论文（Industrial and EngineeringC h e m i s t r y R e s e a r c h, 2008, 47,5761; Journal of Hazardous Materials,2011,195,30; C h emi c a l E n g i n e e r i n g Journal,2014, 236,348; International Journal of Hydrogen Energy, 2014,39,9036; Plaa Sources Science and Technology, 2014, 23,063002）中引用报道.
另外,杜长明深知科研传承的重要性,一直致力于探索提升学生创新能力的培养机制,通过专业书籍阅读、中英文献检索与阅读、英文文献翻译、中文综述论文撰写、试验装置自制、试验研究、论文撰写等多种渠道,全面提高了所带学生的语言转换能力、资料信息的搜索整合与运用能力、实验设备制作能力及文章写作能力,共计8人次获得国家奖学金.他还非常愿意分享教育经验,2011年在第六届“环境工程领域专业硕士学位培养研讨会”上做了有关“理工科培养工程硕士浅谈”的大会主题报告；2015年广西高校硕士研究生导师培训班中,应邀开展了“以环境保护中的等离子体治理技术研究方向为例：浅谈理工科年轻教师培养研究生”的专题讲座.
随着“2015中国环保产业高峰论坛”的举行,环保部门针对正在加快制定的环境保护“十三五”规划,提出“建立环境质量目标管理模式,应包括空气、水环境、土壤质量目标的城市矩阵”的新型环保理念,把治理重点放在了大气、水、土壤的污染防治上来.杜长明带领团队研制开发的多项等离子体治理技术在“三废”处理中的显著成效,不仅迎合了国家环保发展趋势,而且必将在实践环境治理、改善的关键时期发挥作用.
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