人物介绍:
闵恩泽,1924年2月出生于四川省成都市。中国石油化工催化剂专家。是我国炼油催化应用科学的奠基人,石油化工技术自主创新的先行者,绿色化学的开拓者。
1946年毕业于重庆中央大学化学工程系。1951年获美国俄亥俄州立大学化学工程系博士学位。1955年回国后,先后任石油化工科学研究院题目组长、研究室主任、主任工程师、副总工程师、总工程师、副院长、首席总工程师、学术委员会主任。现任中国石化石油化工科学研究院高级顾问。中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、英国皇家化学会会士。
■本报记者 易蓉蓉 ■谢文华
半个世纪前,石油工业部北京石油炼制研究所(中国石化石油化工科学研究院前身,以下简称石科院)办公室只有几间小平房,实验设备只有从大连石油研究所搬来的几件旧设备,试验装置要靠自己制备,没有现成可循的技术资料,放眼周围是一片麦田。
如今这里已发生了翻天覆地的变化——高楼林立,1000多名科研人员,多项石油炼制技术国际领先,被称为“中国石化的重点科技支撑机构”。
这里,就是闵恩泽半个多世纪科学人生的主战场。
结缘石油化工
闵恩泽生于四川成都,自幼受“忠厚传家远,诗书继世长”的家风熏陶,喜爱读书。1942年抗战时期,因高中会考成绩优异,闵恩泽被保送到重庆国立中央大学学习土木建筑;后来又在大二转到化工化学工程系。
1946年,闵恩泽大学毕业后,在上海第一印染厂学习、工作两年。1948年3月,到美国俄亥俄州立大学攻读学位。
1948年暑假,闵恩泽刚去美国没多久,学校组织学生暑假去参观工厂,其中就有肯塔基州阿希兰德炼油厂。当看到用流态化原理建设起来的催化裂化装置,见到那黑褐色的原油馏分在这套装置中神奇地变成清亮透明的汽油时,闵恩泽惊奇且激动不已。在返程的路上,闵恩泽思绪万千:中国不知哪一天能建成这样的装置?
1951年7月闵恩泽获得博士学位,在芝加哥纳尔科公司担任副化学工程师,生活宽松、富裕。然而闵恩泽一心想要回国,用自己的所学报效祖国。为了回到祖国,闵恩泽动用了一切可以动用的公私关系。
经过不懈的努力,1955年10月,闵恩泽夫妻历经辗转,绕道香港,最终回到了阔别8年的祖国首都北京。
当时,中美关系处于紧张时期,周恩来总理《关于知识分子问题的报告》还没发表,这些从美国回来的知识分子多数单位不敢要。闵恩泽联系了三四个地方,没人敢要。中央大学化工系的师兄武宝琛将闵恩泽引荐给石油工业部部长助理徐今强,他拍板要了。徐今强安排闵恩泽参与筹建北京石油炼制研究所,闵恩泽在借来的几间旧平房里开始了后来延续半个世纪的催化剂研究。
强调“集体智慧”
炼油催化应用科学、石油化工技术自主创新和绿色化学的开拓,是闵恩泽的三大贡献领域。闵恩泽配合着我国石化、化工产业前进的步伐,在自己的专业领域内造诣精深,成就非凡,并在每一阶段都有属于自己的标志性贡献。但闵恩泽从不自傲,而是将成绩归于“集体智慧。”
“我只是个上台领奖的代表,这成绩是属于大家的,是几代石油石化人集体智慧的结晶。”总是强调“集体智慧”的闵恩泽很看重团队精神,“我绝大部分时间是唐僧,即要有信心和决心,指导大家去完成任务;我有时候是孙悟空,要去攻关,但是孙悟空本事再大,也有许多困难解决不了,需要找土地神来了解当地情况,还要向玉皇大帝、如来佛、观世音求救。我碰到不懂的东西,给同事、朋友打个电话请教;有时候还是沙和尚,要搞后勤,去筹备资金设备器材,遇到困难,还要向中国石化总部求救”。言谈中不无四川人幽默的特质。
“看完了电视剧《长征》,他跟我们说,做成一件事要不光有信念、有方法,还要有人。”他的博士生兼秘书姚志龙说。
闵恩泽前后带了50多位学生。龙军这样概括闵恩泽的教师角色:“他的贡献,更在于他带出了一支勇于攻关、善于团结、勤谨踏实的科研队伍,为石化研究储备了一个人才库,是我国炼油催化研究的中坚力量。”
著书传经验
从事石油化工研究50多年,闵恩泽从技术革新,到局部有所创新,到原始自主创新,走过了艰辛、成果丰硕的漫长历程。闵恩泽觉得,应该把自己从1984年以来在自主创新道路上的成功经验和失败教训归纳总结出来,以促进年轻一代科技工作者少走弯路,在创新道路上走得快一些。2008年,闵恩泽撰写了创新中国丛书之一《石油化工——从案例探寻自主创新之路》。
中国科学院院士白春礼为这本书作序,他写道:“此书在形式上很新颖,旁征博引,通俗易懂,不仅有生动的讲述,也有形象的比喻,读来令人耳目一新,亲切、自然、宛若春风拂面,细雨润物。总之,不管你是科研工作者、教育工作者,还是其他行业的工作者,相信这本书都会给你教益和启发。”这本书发行后,不久就又再版了一次。
闵恩泽非常重视自主创新,他认为我国自主创新要寄希望于年轻一代。为此,80多岁的闵恩泽多次到高等院校给学生们讲课,一讲就是一个小时以上,非常劳累。但他却时时牢记自己的社会责任。虽然闵恩泽的讲座、报告总是不变的“创新”主题,但针对不同的听众,他都采用不同的内容和讲法,尽量使其能感染、激励听众。
年迈不停步,志在未来
2008年2月,中国石化总工程师曹湘洪院士和中国科学院副院长李静海院士商讨开展合作项目,邀请闵恩泽院士参加,大家从战略性、前瞻性、全局性高度出发,确定在新能源领域开发“微藻生物柴油成套技术”,决定请闵恩泽负责筹备组织。
这是个全新的领域,年迈的闵恩泽又开始了边工作、边学习的科研历程。
2008年5月,闵恩泽组织召开了微藻生物柴油技术研讨会。会后,又考察了中科院各相关院所和中国石化生物柴油中试基地,编制了微藻生物柴油成套技术研发方案。
闵恩泽虽然积极投入微藻生物柴油成套技术的开发,但是他也清醒地认识到所面临的巨大挑战。现有的微藻生物柴油技术产业链长,投资大、成本高、不经济;几万吨/年规模的生产尚未实现;发展微藻生物柴油同时需要二氧化碳、阳光、土地三个资源,具备这三个条件的地区有限。
在闵恩泽主持下,到2011年12月中期检查时,该项目已取得了下列进展:建成了适应不同地区的微藻资源库;掌握了一种新的转基因方法来改造微藻;开发了多种光反应器;研究了稀微藻的回收方法;简化了微藻饼的加工流程。为规划建立万吨/年的户外装置奠定了基础。
2011年4月,在中国石化第三期青年骨干人才提高创新能力研修班上,闵恩泽作了“从原始创新到转变经济增长方式之路的探索”的讲话,重点介绍了中国炼油工业未来发展面临的挑战和对策,鼓励青年一代要努力创新,为承担这一光荣任务而奋斗。
生活中的闵恩泽
少小离家的闵恩泽,至今故乡情结深厚。哪怕到了国家最高科学技术奖的领奖台上,还是一口纯正的四川话。2004年,闵恩泽个人出资10万元捐赠给母校——北京师大成都实验中学,建立“闵恩泽奖学金”,资助优秀的在读学生。“只要回了成都,老先生都要抽出休息时间回母校,和小校友们交流。”姚志龙说。
而在学生眼里,他既是严师,又是关心自己的好老师。
“有一次我女儿钢琴比赛得了奖,老先生知道了还给她订了一个蛋糕。”姚志龙说,“去年12月31日,我带女儿去拜访老先生,老先生还给我女儿唱了3个版本的《上海滩》,9岁的小孩从没见过这么可爱的老头,很高兴,结下了忘年交。他还给我女儿题字,‘震岚小友:诚信宽容、勤奋学习、劳逸结合、加强锻炼’。我女儿回去就把这幅字和与闵先生夫妇的合影装在镜框里,挂在墙上,激励自己。”
闵恩泽唯一的女儿闵之琴在美国。在她看来,爸爸闵恩泽在生活中就是一个快乐、颇具幽默感的老小孩。她常听爸爸说要“管住嘴,迈开腿,保持心态平和”,但闵恩泽又常说自己既管不住嘴,又迈不开腿,但能做到心态平和!闵之琴认为这是他能经几次病魔折磨,在80多岁仍能保持这样健康状态的关键。
闵之琴曾这样描写自己的父亲:
“爸爸不是那类工作时工作、休息时就休息的人。他是工作与休息不分,他的头脑很单纯,满脑想的都是催化剂,因为催化剂对他不仅是工作,也带来快乐,对他也是一种休息。同时,他也成天在想如何去原始创新,有了新想法,他也高兴!
“他有自己的休闲方式。他喜欢听京剧,特别是京剧大师言菊朋唱的“卧龙吊孝”,唱腔的宽窄高低、抑扬顿挫,他听得津津有味。
“他还喜欢看网球,特别是瑞士天王费德勒的比赛,成为他的忠实粉丝。只要有大师赛,如奥网、美网、温布尔顿网球公开赛,他一定坐在电视机旁,从第一轮、第二轮,直到最后决赛。
“爸爸还是一位‘歌唱家’。在石科院的春节联欢会上,他唱《上海滩》,还有自己的特点,广东话与四川话、新老上海滩歌词混唱。他在作报告时,讲到科技上要有成就,就需要各尽所能的团队精神和坚持到底的精神,就像《西游记》主题歌中的‘你挑着担,我牵着马,迎来日出,送走晚霞,踏平坎坷成大道,斗罢艰险又出发’。他会在讲台上带领大家一起唱《西游记》主题歌。
“爸爸由于‘管不住嘴’也成了一位美食家,北京的川菜、粤菜、鲁菜、湘菜,法国、意大利、俄罗斯西餐馆等等的招牌菜,特别是每家好吃价廉的菜是什么,他都清楚!正是这种对生活的每一份乐趣的热爱,对工作的每一点进展的兴奋,爸爸永远像一个年轻人”。
2010年,闵恩泽86岁生日时,闵之琴连续写了两张贺卡,祝老爸爸生日快乐。一封贺卡上这样写:
“时间在快乐地流淌,年纪在轻轻地增长……
“老爸爸的创新本领继续向高峰挺进——生姜还是老的辣!
“老爸爸的粉丝团队犹如雨后春笋般扩大——中石化竟有了个吸引青年学子的老头!
“老爸爸的演唱才华证明了“大器晚成”的道理——怎么还没有制碟的给川音《西游记》主题歌出CD?
“老爸爸的美食体验在日新月异——牙口好还能跟得上繁荣富强的餐饮业!
“任随世上事万变,老爸爸本色不变……
“虽然名利堆在面前,老爸爸还是夜里起来读原始期刊——奠基者的看家本事!
“86岁老爸其实还是那个成都小康家庭走出的孩子:忠厚、善良、勤奋、天真,没新花样啰!
“祝我的老爸爸在无忧无虑中欢度生日,您是我才气的源泉”。
闵恩泽读了这些贺卡后,感叹道:“知我者,女儿也!”
据美国每日科学网站报道,美国科学家研制出了一种新的液体离子催化剂,大大改进了人工光合作用进行的效率,能更高效更节能地将二氧化碳转变为燃料。相关研究发表在近日出版的《科学》杂志上。
伊利诺伊大学化学与生物分子工程系教授保罗·柯尼斯领导的团队与新兴公司二氧化物材料公司携手,制造出了这种催化剂。二氧化物材料公司由该大学退休教授理查德·马塞尔创办。
在植物界,光合作用利用太阳能将二氧化碳和水转变成糖和其他碳氢化合物。科学家们可从糖中提取出生物燃料,糖可从玉米等农作物中获得。而人工光合作用可将二氧化碳转变成有用的碳基化学物、燃料和其他化合物,在此过程中,科学家使用一个电化学电池——其利用太阳能集热器或风力涡轮机提供的能量将二氧化碳转变为简单的碳基燃料,例如甲酸或甲烷等,对甲酸或甲烷进行进一步提纯可得到乙醇或其他燃料。
人工光合作用可取代利用生物质制造碳基化学物和燃料等物质。该论文的合作者马塞尔表示:“人工光合作用最重要的一点是不会与人争粮。与用生物质发电相比,这种方法的发电成本更低。”
然而,人工光合作用的大规模应用遇到一个“拦路虎”。制造燃料的第一步——将二氧化碳转变为一氧化碳会耗费大量能量,需要大量电力才能使第一个反应进行。与得到的燃料所提供的能量相比,生产燃料所需的能量更多,得不偿失。
现在,伊利诺伊大学的科学家们使用一种离子液体作为催化剂,大大减少了反应发生所必需的能量。这种离子液体会让反应得到的中间产物保持稳定,从而相应地减少了转化过程所需的电力。
另外,科学家们使用一个电化学电池作为流反应器,将气态二氧化碳输入和氧气输出与能让气体溶于其中的液体电解质分离开。该电池的独特设计使科学家能精准地调整电解质流的成分并改进反应动力,包括增加离子液体作为合成催化剂等。柯尼斯表示:“这大大降低了二氧化碳反应的超电势。我们需要施加的电势更低,因此能耗也更低。”
科学家们表示,接下来希望解决输出生物燃料的数量并不大这一问题,为了让最新技术能进行商业化生产,他们需要让反应更快并让转化得到的产物数量最大。该研究由美国能源部支持。
据美国物理学家组织网7月29日(北京时间)报道,美国科学家在实验室里完成了“不可能完成的任务”:他们将本来为酸性的硼基化合物在反应中变得像碱性化合物一样,可用作催化剂配位体。科学家们在7月29日出版的《科学》杂志的一篇论文中指出,最新催化剂将使制药和生物技术工业中的大量化学反应成为可能,对基础学术研究也大有裨益。
催化剂通常由离子或化合物(配位体)依附于一个金属而形成,催化剂的作用是使化学反应发生或变得更加容易,但催化剂本身并不会被化学反应消耗或“改头换面”,其对反应的成功来说至关重要。尽管现在只有30种金属能用来形成催化剂,但依附于其上的离子或分子的数量则以百万计,这使科学家能制造出大量催化剂。现在,最主要的配位体是呈碱性的氮基或者磷基。
领导该研究的加州大学河滨分校化学教授盖伊·贝特兰德在实验室中长期专注于研究催化剂,他解释道,酸无法被用作催化剂中的配位体,必须使用碱,而通常使用的磷基催化剂存在的问题是,磷有毒且可能会污染最终产品。硼虽然无毒,但所有的硼基化合物都是酸性化合物。
在最新实验中,贝特兰德团队通过修改硼原子中的电子数量而保持其原子核不变,使硼基化合物表现得像碱性化合物一样。贝特兰德表示:“研究结果违背了我们的常识,令人大跌眼镜。当我在一个会议上宣布我的早期研究结果时,在场的人都认为这是不可能的。但我们确实做到了这一点,我们已成功地将硼基化合物变得类似于氮基化合物。换句话说,我们使酸性化合物表现得像碱性化合物一样。”
贝特兰德团队的研究表明,现在能用硼配位体替代催化剂中使用的磷配位体。自从1902年首个有催化剂参与的反应诞生以来,催化剂研究领域内取得的进步并不大。最新研究是催化剂研究中的一个“巨大跃进”,尽管这些硼基催化剂能助推什么类型的反应还是个未知数,然而,大量新催化剂必将以惊人的数量出现。(刘霞)
美国伊利诺伊大学化学家于2011年4月22日宣布开发出镍基均相催化剂,可望更有效地支持从生物质生产燃料和化工原料以及改进煤炭液化。这些成果已发表在《科学(Science)》杂志上。
该催化剂可使芳香碳-氧(CO)键在温和条件下进行选择性氢解。这将使木质素即顽固的生物聚合物破解,生物聚合物由CO键连接的九个烃单元组成。目前,芳香CO键的氢解需要多相催化剂在高温高压(超过250 ° C和30巴)下操作,选择性差。
芳香碳-氧(CO)键的氢解(通过与氢的反应裂解断裂生成CH和OH键)存在困难挑战,这是因为这些链接的强度大而稳定,然而,这一过程对于将富氧的木质纤维素植物生物质转化为脱氧的燃料和商业化化学品却是重要的。
纤维素中独有的脂肪CO键可用水解和脱水而进行破裂,而木质素中的芳香CO键却不能采用这些过程进行,并且用氢气选择性破解也很困难。此外,褐煤中含有的芳香族CO键的聚合网络来源从木质纤维素生物质,这些键的液化可促进这一碳源的液化并使它转化为芳烃原料。
为了实现芳香碳-氧(CO)键的选择性氢解,研究人员设想了一种反应,这涉及到将离散过渡金属配合物插入到芳香CO键中,生成的中间体与氢反应可产生芳烃和醇类。预计,均相催化剂用于芳香环加氢有低的反应活性,这将阻碍环烷烃和环烷醇从这一过程中竞争性的生成。众所周知,在脂肪族CO键存在下,镍配合物可激活芳香CO键,这正是新催化剂开发的出发点。
研究人员已使芳烃醚中的芳香CO键实现了选择性氢解。这一过程通过可溶性镍碳烯配合物在仅1巴氢压和80至120 ° C温度下就可被催化。这项工作的结果表明,业已验证了芳香CO键在其他CO键存在下,通过采用可广泛使用的金属和低廉的、缓和的和原子经济还原剂氢气,就可使芳香CO键进行选择性破解。
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