促风烟俱净 守蓝空万里——记昆明理工大学环境科学与工程学院教授李凯

□ 宋 洁

团队合影

云南位于我国西南的边陲，兼具低纬气候、季风气候、山原气候的特点，自然资源品种多样化，是人类文明重要的发祥地之一。因历史文化悠久，自然风光绚丽，气候温度适宜，云南一直以来是国内旅游的首选地之一。

然而，云南的生态却是极其脆弱的。我国工业化时期的产业布局和改革以后的产业大多以自然资源的开发为导向，由此导致云南省的产业对自然资源十分依赖，随着对自然资源的开发和云南工业的发展，其生态环境也受到了不同程度的污染和破坏。其中大气污染是主要的环境问题之一。

云南的大气污染物主要有尘(粉尘、降尘、烟尘) 、二氧化硫、氮氧化物及一些具有地区性特征的大气污染物，其中尘污染和局部性特征污染十分突出。多年来，昆明理工大学环境科学与工程学院教授李凯一直关注云南省的大气污染状况，针对云南的大气污染特点积极展开大气污染防治技术的开发与研究，竭尽全力为云南的环境保护和可持续发展贡献力量。

做“得寸进尺”的钻研者

俄国著名生理学家巴甫洛夫说过：“科学的未来只能属于勤奋而谦虚的年轻一代。”这句话在当今社会越来越有所体现，越来越多的青年科研者在科学研究中发挥着越来越重要的作用。

2018年6月，李凯正式从昆明理工大学环境科学与工程学院副教授晋升为教授，彼时他才32岁，已经任博士生导师1年了。从学生到教授，从青涩到成熟，是他的坚持将这些年串联起来形成了一段快速而又充实的成长历程。

2005年的夏天，李凯从天津静海一路南下来到云南昆明求学。在这之前，尽管李凯已经对我国的环境污染有了一定的了解，但直到他真正走入昆明理工大学环境科学与工程学院环境工程系的课堂，他才意识到我国的环境保护有多迫切。也就是在这时，用科研改善环境的梦想种子悄悄根植于心底。

本科期间，李凯接触到大气污染控制技术，他投身其中，勤勉地钻研相关知识。在学术氛围浓厚的昆明理工大学环境科学与工程学院，4年的时间一晃而过，这对李凯来说是过于短暂的学习时间，所以他决定继续留在母校深造并一口气读完了硕士和博士，在博士生毕业时他还获得了云南省优秀毕业生和云南省三好学生的荣誉称号，其博士论文也获得云南省优秀博士论文。

其实学生时代的李凯已经凸显出了他的科研才能，在2010年到2012年间，他总共获得包括昆明理工大学“特殊贡献奖”奖学金、昆明理工大学第三届学术科技节先进个人、昆明理工大学研究生学术科技成果奖一等奖、昆明理工大学研究生学术科技成果奖二等奖等10多项荣誉。

毕业后的李凯顺理成章地选择了留在母校展开教学工作和从事大气污染控制技术研究。选择留校，一是他本人对母校有着深厚的感情；二是昆明理工大学是全国最早设立环境工程系的院校之一，在环境污染防治方面有着深厚的科研历史和雄厚的科研资源，足以让他自由地施展拳脚。

工作至今，李凯坚持在黄磷尾气中有机硫的协同脱除技术及机理研究、冶炼烟气、燃煤烟气气态污染物联合脱除催化剂的开发及应用、低温等离子体协同催化脱除气体污染物技术研究等领域进行钻研并取得了很多突破性成果。

如今，除了教授这一身份，李凯还是昆明理工大学学科方向团队“燃煤烟气净化及资源化”团队负责人和美国能源部项目组成员。他已经参与国家自然科学基金、原国家“863”计划项目、省基金、校基金项目等10余项项目，主持国家重点研发计划子课题项目1项、国家自然科学基金2项、省部级项目4项，并以第一作者或者通讯作者发表学术论文60余篇，其中35篇被SCI收录；以第一发明人申请专利50余项，其中授权发明专利8项。主编出版学术专著5部。

2018年6月，李凯入选云南省科学技术协会启动的首届“青年人才托举工程”，同年8月，李凯教授入选云南省中青年学术和技术带头人后备人才。

做“永不知足”的科研者

我国的大气污染物主要来源于工业废气排放、汽车尾气、生活燃煤等，分为颗粒状污染物和气态污染物。在大气污染防控上，除了国家政策的保障更重要的是技术上的支持。“目前最常用的大气污染物控制办法是将污染物转化成危害更小、处理更方便、可进行资源回收利用的低毒低害甚至无毒无害的产物。”李凯说。

“十二五”期间，我国磷化工行业重点针对基础和通用产品的生产开展节能、降耗、减排，实施清洁生产和循环经济，降低生产成本，减少生产对环境的影响。

这一时期，李凯主持了国家自然科学基金项目“生物炭载体催化剂同时催化脱除黄磷尾气中H2S、COS和CS2研究”。

我国是全球第一大磷化工生产国，而磷化工是云南省的重要支柱产业之一，目前云南省黄磷生产企业占全国总数的三分之一。其中，黄磷是精细磷化工的基础原料，也是高端磷产品的必需原料。但是目前国内黄磷生产仍然存在高污染、高能耗的现象。李凯表示：“实际上，黄磷生产过程中伴随大量富含CO混合气体的生成，每生产1t黄磷约产生2500～3000Nm3的尾气，其中CO含量高达85%～95%。所以，黄磷尾气是很好的化工原料和二次能源，尾气通过净化处理，可以生产一系列的碳一化工产品。”

然而，黄磷尾气中的含硫杂质气体是影响碳一化工的有害物质，用黄磷尾气作碳一化工原料气时必须去除H2S、COS、CS2等含硫杂质气体。针对这一问题，李凯带领团队在项目前期采用催化水解法对COS、CS2的脱除开展了相关研究。由于黄磷尾气中本身含有一定量的水蒸气，因此水解法的能耗较低。

而对于黄磷尾气中H2S的脱除，团队利用黄磷尾气中0.5%～1%的微量氧气，使H2S在催化剂的催化作用下氧化为单质硫，由于催化剂对单质硫的吸附量远比H2S大，氧化生成的硫被吸附在催化剂表面，可以实现对杂质气体H2S的深度净化。失效后的催化剂可经过再生后重新使用，再生过程中亦可回收硫磺副产品。

目前，李凯带领项目团队已经实现了对黄磷尾气中H2S、COS和CS2的同时脱除。而实现对黄磷尾气中H2S、COS和CS2同时推脱的充要条件就是要拥有对3种含硫气体脱除效率高、低温活性好，同时对CO有极微弱吸附能力的催化剂，如今，项目团队已经开发出了多种高效同时脱硫催化剂，并且发表相关SCI论文20篇以上，申请相关专利达30项以上。

指导研究生实验工作

除此之外，在国家自然科学基金项目“铅锌冶炼烟气制酸尾气中SO2、NOx和零价Hg协同净化及机理研究”中，李凯开发了新型生物炭催化剂，实现了低温条件下（100℃～250℃）对铅锌冶炼烟气制酸过程中低浓度SO2、NOx和Hg的协同高效净化。

接下来，李凯打算依托“冶金及化工行业废气资源化国家地方联合工程研究中心”，立足云南冶金及化工行业典型废气净化及资源化新技术的开发，拟分别对还原气氛和氧化气氛下多种气态污染物的协同净化开展相关的基础研究工作，并在此基础上，考察催化剂的稳定性和抗毒性能，开发有效经济的再生技术。

繁忙的工作之外，李凯喜欢健身、喜欢读书，热衷于参加各种学术研讨会。对他而言，全身心投入科研是生活中的常态，而偶尔努力享受生活是为了更好地展开科学研究。尽管我国大气污染防治之路困难重重，但李凯正以更加斗志昂扬的精神状态奔跑在大气污染控制技术研究的路上，他迫切地希望自己能做出更多的科研成果，为祖国的蓝空万里，为祖国生态平衡做出更多贡献。