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李灿:青春年华奉献祖国科技

中国科学院学报2011.8.20我想分享

作者李灿

1983年,我到中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化学物理研究所)攻读研究生学位。我在卢永安教授手下学习,攻读硕士和郭玉贤博士学位。在此期间,我获得了联合国教科文组织奖学金,并受雇于日本东京。大学(导师是达西小志教授)完成了博士论文的研究。1988年回国,1989年毕业。

1993年,我去西北大学做博士后研究。三年后,我回到了工作岗位,到目前为止,我已经工作了三十六年。

在1999年纪念学院50周年之际,我写了一篇文章《情系大连化物所》。转眼间,二十年后,作为学院成立70周年,我在学院工作了20年。

紫外拉曼光谱发展的难点

1996年8月,我带着家人和西北大学告别,回到大连化工学院。转眼间,23年过去了。

西北大学三年的神秘潜心研究,对我后来研究风格的形成产生了很大的影响。

回国后,我开展的第一个研究课题是在中国开展紫外拉曼光谱催化表征的研究。

当时,还没有专门为返乡青年提供资金。虽然我回到中国的时候是由国家自然科学基金中国杰出青年基金资助的,但是购买必要的仪器部件是远远不够的。

中国科学院原基础局局长钱文早了解到这一情况,表示基础局已批准专项拨款100万元,建议该院也要配套100万元。

时任公司董事杨伯苓对这项工作高度重视,要求从国家重点实验室设备更新费中拨付专项资金进行资助。经过一些努力,资金几乎没有结清。

当我第一次回家的时候,我没有研究生。班上的老师勤劳,随林的老师李武、李文照和杨亚舒请我帮忙指导学生。此外,我还协助闵恩泽先生和李大东先生在学院外指导学生。这使我的研究工作开始得很快。

经过两年多的努力,我们一个接一个地突破了紫外拉曼光谱技术发展的困难。1998年底,我们成功地获得了碳沉积沸石催化剂的紫外拉曼光谱,这标志着我国第一台紫外拉曼光谱仪的成功。

由于其对催化材料的表征具有创新性和重要意义,相关工作被《C&en News》誉为继STM和SFG之后表面催化研究的三大主要进展之一,并获得了中国AC发明奖二等奖。国家科学技术发明奖。

随后,紫外拉曼光谱的研究从催化到材料表征,国际上大多数光谱表征实验室都配备了紫外和中紫外拉曼光谱仪。

近年来,紫外拉曼光谱技术在我国深海勘探中得到了成功的应用。在研究和发展紫外拉曼光谱技术的基础上,研制成功了世界上第一台深紫外拉曼光谱仪和第一台短波长手性拉曼光谱仪。

汽油和柴油的脱硫有助于保卫蓝天

2000年以前,人们提出了两个重要的研究方向:多相手性催化合成和燃料油超深度脱硫。

不同于均相不对称合成。

这项工作开始于sharpless手性环氧化催化剂的多样化。随后,与杨启华研究员合作,证实了手性催化反应在微纳米空间的阈值效应,发现了耦合活性中心的加速效应和酶催化的稳定效应。国内外对均相多相手性催化进行了研究。学术界影响很大,研究成果获得辽宁省自然科学奖一等奖。

该研究已成为国家催化重点实验室的重要学术方向,目前仍在进行中。

在20世纪90年代,当我访问欧洲和美国时,我了解到西方国家非常重视汽油和柴油的清洁。

那时候,我预计随着中国家用汽车数量的迅速增加,空气污染问题将更加严重。

因此在1997年,我开始了超深度脱硫的基础研究,开发了乳化催化脱硫,并将几百ppm柴油的硫含量降低到0.1ppm以下。这是迄今为止报道的最好结果,也是中石化抚顺石化研究院。配合进行扩增试验,结果与实验室试验结果相似,可以完全去除柴油中的硫化合物,远远优于国内外清洁油中硫含量的标准要求。

有一段时间,乳液催化已经受到学术界和工业界的广泛关注。

经过十多年的努力,油超深度脱硫的基础研究成果已经形成了两种汽油和柴油脱硫工业化技术,并得到了推广和应用。

例如,汽油催化反应吸附脱硫技术可以将FCC氢化汽油中的硫含量从100ppm降低到10ppm以下,达到国家五大标准。

在延伸陕西万吨级工业化示范后,该技术在山东等地的企业得到推广,为蓝天防御战做出了贡献。

继续面对太阳能光催化分解水的问题

2000年,在世纪之交,国际气候组织呼吁全世界关注地球家园的生态问题。

这隐约地唤起了我作为科技工作者的良知和责任:不仅要满足自己的科学利益,还要关注当前的生态环境,思考未来人类的生存。

从1999年到2000年,我利用这个机会成为英国利物浦大学的短期访问教授和日本的JSPS教授项目。我带着这些想法在欧洲和日本进行学术研究,然后做出了我研究生涯中最重大的决定之一。将正在进行的传统催化研究的重点转向以太阳能为代表的可再生能源研究,并启动太阳能光催化分解水,以产生氢气和二氧化碳减排研究。

虽然国内外许多科学家做了大量的探索性研究,但光催化分解水的关键科学问题还不是很清楚。

在研究开始时,我们将重点放在决定光催化系统的最关键因素上。经过三四年的探索,我们基本上了解了光催化系统性能的三个瓶颈:光捕获,光生电荷分离和表面催化。而后两者是卷积关系。

随后,我们在三个方面部署了研究课题:高效光捕获材料,光生电荷分离机制和高效助催化剂。

为了在这些领域创造协同效应,我建议在国家清洁能源实验室(NPC)成立一个太阳能研究小组,以鼓励年轻学者关注这些关键的科学问题。

大约在2008年,我们在广谱光捕获材料,电荷分离机制和双催化剂方面取得了进展。国际光催化领域已开始关注我们的研究。

在光催化的基础研究方面,我们在十多年的探索中取得了许多里程碑式的成就:含氮含硫复合半导体捕光材料的合成,光捕获范围扩展到600nm;策略,光催化质子还原制氢反应的量子效率达到93%;开发了非均相电荷分离理论,发现了晶面间的电荷分离效应,首先开发了光催化剂表面光生电荷成像表征技术,直接观察了光催化剂表面光生电荷的分布。

这些基础研究的进展引起了国际学术界的关注,并在推动国际太阳能研究方面发挥了作用。

在光催化和光电催化分解水生产氢的重要进展的基础上,受自然光合作用光反应和暗反应的耦合机制的启发,我们利用可再生能源分解水生成氢,然后二氧化碳加氢生成氢气太阳能燃料合成。该路线开发了高活性,高稳定性的低成本电解制氢催化剂和二氧化碳加氢高选择性甲醇固溶催化剂,并完成了实验室试验和中试。目前,正在进行太阳能燃料的工业规模扩大试验。大规模综合勘探。

在感恩的时代,致力于祖国的研究

我从1983年开始在大连化学工业学院学习和工作,我已经经历了36年。在大连化工学院,我度过了人生中最美好的岁月,我感慨万千。

恢复高考改变了我的生活,我有机会向西北偏远农村地区的农村儿童学习。我很感激大连化学研究所教师的精心培训,这使我走上了科研之路。由于改革开放,我科学研究可以发挥作用,我很幸运能够参与中国科学的快速发展。我很感谢与我一起努力的同事们。我特别想念我的两个年轻助手,,任彤博士和姜宗轩,特别感谢你。过去的毕业生和博士后,与他们一起努力使我的研究之路充满信心和希望。

我希望研究所的明天能够更加辉煌,为国家乃至人类社会的可持续发展做出更大的贡献!

关于作者:

李灿1960年1月出生于甘肃省金昌市。他是中国科学院院士,发展中国家科学院院士,欧洲人文与自然科学院院士。现任中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部部长。

《中国科学报》(第3版综合原创《青春年华奉献祖国科技》)

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作者|李灿

1983年,我到中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化学物理研究所)攻读研究生学位。我在陆永安教授的指导下学习并获得了硕士学位和郭玉贤的博士学位。在此期间,我获得了联合国教科文组织奖学金,并在日本东京受雇。大学(导师是大溪小智教授)完成了他的博士论文研究。他于1988年回到中国,1989年毕业。

1993年,我去西北大学进行博士后研究。三年后,我回到了工作岗位,到目前为止,我已经工作了三十六年。

在1999年纪念研究所成立50周年之际,我写了一篇文章《情系大连化物所》。二十年后,在眨眼之间,作为研究所成立70周年,我在研究所工作了20年。

紫外拉曼光谱发展的难点

1996年8月,我带着我的家人告别西北大学,回到大连化学工业学院。眨眼间,二十三年过去了。

在西北大学进行的三年神秘和沉浸式研究对我后来的研究风格的形成产生了很大的影响。

回国后,我开展的第一个研究课题是开展中国紫外拉曼光谱催化表征研究。

那时,没有为返回的年轻人提供特别资金。虽然当我回到中国时,我是由国家自然科学基金会资助的中国杰出青年基金会,但是远远不够为研究和开发购买必要的仪器零件。

中国科学院基础管理局前局长钱文藻了解到这一情况,并表示基层局已经批准了100万元的特别拨款,并建议该院也要拨100万元。

时任院长杨百玲高度重视这项工作,并从国家重点实验室设备更新费中提取专项资金。经过大量的努力,这些资金几乎没有结束。

当我第一次回家的时候,我没有研究生。班上的老师勤劳,随林的老师李武、李文照和杨亚舒请我帮忙指导学生。此外,我还协助闵恩泽先生和李大东先生在学院外指导学生。这使我的研究工作开始得很快。

经过两年多的努力,我们一个接一个地突破了紫外拉曼光谱技术发展的困难。1998年底,我们成功地获得了碳沉积沸石催化剂的紫外拉曼光谱,这标志着我国第一台紫外拉曼光谱仪的成功。

由于其对催化材料的表征具有创新性和重要意义,相关工作被《C&en News》誉为继STM和SFG之后表面催化研究的三大主要进展之一,并获得了中国AC发明奖二等奖。国家科学技术发明奖。

随后,紫外拉曼光谱的研究从催化到材料表征,国际上大多数光谱表征实验室都配备了紫外和中紫外拉曼光谱仪。

近年来,紫外拉曼光谱技术在我国深海勘探中得到了成功的应用。在研究和发展紫外拉曼光谱技术的基础上,研制成功了世界上第一台深紫外拉曼光谱仪和第一台短波长手性拉曼光谱仪。

汽油和柴油的脱硫有助于保卫蓝天

2000年前,提出了两个重要的研究方向:非均相手性催化合成和燃料油超深脱硫。

不同于均相不对称合成。

这项工作始于Sharpless手性环氧化催化的异质性。随后,与研究员杨启华合作,证实了手法催化反应在微纳空间中的阈值限制作用,并发现了活性中心偶联加速效应和酶催化作用。稳定化效果对国内外均相 - 多相手性催化学术界影响很大,研究成果获辽宁省自然科学奖一等奖。

该研究已成为国家催化重点实验室的重要学术方向,目前仍在进行中。

在20世纪90年代,当我访问欧洲和美国时,我了解到西方国家非常重视汽油和柴油的清洁。

那时候,我预计随着中国家用汽车数量的迅速增加,空气污染问题将更加严重。

因此在1997年,我开始了超深度脱硫的基础研究,开发了乳化催化脱硫,并将几百ppm柴油的硫含量降低到0.1ppm以下。这是迄今为止报道的最好结果,也是中石化抚顺石化研究院。配合进行扩增试验,结果与实验室试验结果相似,可以完全去除柴油中的硫化合物,远远优于国内外清洁油中硫含量的标准要求。

有一段时间,乳液催化已经受到学术界和工业界的广泛关注。

经过十多年的努力,油超深度脱硫的基础研究成果已经形成了两种汽油和柴油脱硫工业化技术,并得到了推广和应用。

例如,汽油催化反应吸附脱硫技术可以将FCC氢化汽油中的硫含量从100ppm降低到10ppm以下,达到国家五大标准。

在延伸陕西万吨级工业化示范后,该技术在山东等地的企业得到推广,为蓝天防御战做出了贡献。

继续面对太阳能光催化分解水的问题

2000年,在世纪之交,国际气候组织呼吁全世界关注地球家园的生态问题。

这隐约地唤起了我作为科技工作者的良知和责任:不仅要满足自己的科学利益,还要关注当前的生态环境,思考未来人类的生存。

从1999年到2000年,我利用这个机会成为英国利物浦大学的短期访问教授和日本的JSPS教授项目。我带着这些想法在欧洲和日本进行学术研究,然后做出了我研究生涯中最重大的决定之一。将正在进行的传统催化研究的重点转向以太阳能为代表的可再生能源研究,并启动太阳能光催化分解水,以产生氢气和二氧化碳减排研究。

虽然国内外许多科学家做了大量的探索性研究,但光催化分解水的关键科学问题还不是很清楚。

在研究开始时,我们将重点放在决定光催化系统的最关键因素上。经过三四年的探索,我们基本上了解了光催化系统性能的三个瓶颈:光捕获,光生电荷分离和表面催化。而后两者是卷积关系。

随后,我们在三个方面部署了研究课题:高效光捕获材料,光生电荷分离机制和高效助催化剂。

为了在这些领域创造协同效应,我建议在国家清洁能源实验室(NPC)成立一个太阳能研究小组,以鼓励年轻学者关注这些关键的科学问题。

大约在2008年,我们在广谱光捕获材料,电荷分离机制和双催化剂方面取得了进展。国际光催化领域已开始关注我们的研究。

在光催化的基础研究方面,近十年来我们在该领域取得了许多具有里程碑意义的成果:合成氮和含硫复合半导体采光材料,采光范围扩展到600纳米;提出了双催化剂的策略,光催化质子还原制氢的量子效率达到93%;发展了异质阶段。基于电荷分离理论,发现了晶间电荷分离的影响。首先,开发了光催化剂表面光生电荷成像的表征技术,直接观察了光催化剂表面光生电荷的分布。

这些基础研究的进展引起了国际学术界的关注,并在推动国际太阳能研究方面发挥了一定的作用。

基于光催化和光电催化分解制氢用水的重要进展,在自然光合作用的明暗反应耦合机制的启发下,利用可再生能源分解,开发了一种低成本电解,具有高活性和稳定性。用于制氢的水然后将二氧化碳氢化成甲醇。水加氢催化剂和二氧化碳加氢高选择性固溶催化剂用于甲醇生产,并完成实验室试验和中试,目前正在进行工业规模化试验,探索大规模合成太阳能燃料的途径。

感恩时代,致力于祖国科学研究

自1983年以来,已有36年的时间在大连化学研究和工作。在大连生物学研究所,我度过了我生命中最好的青春,有着成千上万的感情。

恢复高考改变了我的生活,让我有机会在中国西北偏远的农村地区为农民孩子学习和进修。感谢大连化学研究所的老师们的精心培训,让我踏上科研之路;感谢改革开放,使我能够在科学研究中发挥作用,并有幸参与中国科学的快速发展。我要感谢与我合作的同事们,特别是我的两位年轻助手,Tong博士和姜宗轩博士的共同努力,这使我的研究之路充满了信心和希望。

我希望研究所的明天能够更加辉煌,为国家乃至人类社会的可持续发展做出更大的贡献!

关于作者:

李灿1960年1月出生于甘肃省金昌市。他是中国科学院院士,发展中国家科学院院士,欧洲人文与自然科学院院士。现任中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部部长。

《中国科学报》(第3版综合原创《青春年华奉献祖国科技》)

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