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包信和院士:用坚守不渝开启催化世界

2017-12-25 16:55 来源: 新华网

今年1月份,中科院院士包信和获得了2015年度中国科学院杰出科技成就奖,而且在过去的一年里,包信和还收获了周光召基金会颁发的“基础科学奖”,这些沉甸甸的荣誉证书书写了那一个个化学实验所流下的辛勤汗水和课题组在催化世界的坚守。

初入科学创佳绩

1989年,已经在复旦大学获得博士学位的包信和,在德国洪堡基金会的资助下,从上海来到了德国柏林,投身于表面催化学科的创始人之一、2007年诺贝尔化学奖得主埃尔特(Ertl)教授门下,继续从事金属催化剂的表面研究。

进入Fritz-Haber研究所,来到这个集中了弗里兹·哈伯、阿尔贝特·爱因斯坦、冯·拉沃等诸多诺贝尔奖获得者的“百年老店”,包信和无异于进入了科学圣殿。在这座科学圣殿里,包信和研究发现伽玛氧选择催化,这是国际上首次对次表层催化的描述,也是对埃尔特早先提出的表面结构调控催化反应理论的“修正”。 如今,伽玛氧选择催化的概念现今得到了广泛的认可。包信和也在该领域赢得了“热氧(Hot Oxygen)专家”的雅号。也就是从那时候起,他真正在催化研究的科学圣殿里开始登堂入室。

在上个世纪90年代中期,面对中国催化事业的人才匮乏现象,包信和毅然决然的选择回国。面对执意回国的包信和,原本不赞成其回国的埃尔特也不再挽留,并且说服马普协会总部,将研究所总值约750万元人民币的仪器设备无偿赠送给包信和。埃尔特教授充满期望地对他说:“我已经不再年轻,但是催化这门学科还很年轻。如果回国后你有条件,可以继续关注对纳米与生物催化前沿问题的探索,它们是未来催化发展的方向。”就这样,包信和开始了他迈向催化前沿的艰难探索。

深入催化系民生

催化基础研究是一门定位于应用的基础科学。随着能源问题和环境问题的凸显,催化已经不仅仅关系到民生,而且关系到国家的安全、民族的未来。

随着各个国家经济发展,化石能源已经占据了很重要的部分,用污染换来经济增长的代价实在是太大了,包信和深深感受到作为一名中国科学家的责任与义务,“一方面我们必须节约能源,最根本的办法是靠新技术优化利用现有的石化能源,使其利用率更高、更环保,另一方面,我们必须开拓清洁环保的新能源。”

1997年1月,一个有8家单位、50位科研人员组成的国家基础研究“攀登”团队诞生了。包信和与厦门大学的万惠霖院士一起,被推举为项目的牵头人。1999年10月,该项目的主要工作进入“天然气、煤层气优化利用的催化基础”的“973”项目,包信和被推举为首席科学家。在大家的共同努力下,项目取得了突出的进展。“甲醇制烯烃”、“煤制油”和“天然气制芳烃”等一系列成果脱颖而出。

2014年,包信和研究组在甲烷高效转化相关研究中获重大突破,实现了由甲烷直接高效生产乙烯、芳烃和氢气等化学品。该项科研成果通过《专利合作条约》的专利申请渠道,进入美国、俄罗斯、日本、欧洲和中东等国家和地区,同年,这项成果也在美国《科学》杂志上发表,引起学术界和工业界的很大反响。与甲烷转化的传统路线相比,这项研究摒弃了高耗能的合成气制备过程,不仅缩短了工艺路线,还在反应过程中本身实现了二氧化碳的零排放,碳原子利用效率大于99%。这次甲烷高效转化是整个课题组1000个小时的突破和20年的守候。

催化背后的包容

对于包信和来说,“大连化物所才是他的家。”包信和的妻子不无抱怨地说,“而他和我组成的这一个‘家’,其实就是一个他不用预定的旅馆。”独自生活在大连的包信和,几乎每天都工作到深夜。那些年,他通常是白天处理所里的事务性工作,晚上给学生改文章或者与同事一起研究实验方案。对学生的论文,都是逐字逐句地阅读和修改——从实验数据的验证,论证的逻辑性,直至行文中的语法错误。

但是一个人充当的角色太多了,总是要牺牲点什么。包信和“牺牲”掉的是陪伴家人的时间,但在他的心中,大连化物所早已经成为他难以舍弃、忘怀的“家”。而对于大连化物所的人来讲,他们也在心底里把他当成了自己的家人。

这些年来,包信和带领的科研团队一直在催化领域默默耕耘,发表的论文数量不算很多,但论文质量还是蛮“漂亮”的。对于“漂亮”一词,包信和认为用英文perfect一词更形象。

作者: 新华网   [责任编辑: 李浩]
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