张大煜讲座中文版
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为我国科研事业做出卓越贡献的张大煜先生
发布时间:2017-08-28       发布者:2017-08-28       浏览次数:

张大煜早年从事胶体和表面化学以及人造燃油的研究;在大庆油田开发以后,组织了石油炼制、石油化工、高能燃料、色谱、激光和化工过程的研究;组建了我国第一个石油、煤炭化学的研究基地,并为我国培育了几代研究人才;晚年仍关注石油工业有重要影响的强化采油中界面现象新领域的开拓。他为我国科研事业倾注了全部心血,做出了卓越贡献。

为中科院创建石油、煤炭研究基地

1952年,东北科学研究所大连分所(大连化物所前身)改名为“中国科学院工业化学研究所”(农化室迁往长春综合研究所,窑业室迁往沈阳金属所),1953年,在所长张大煜和燃料工业部的积极倡议下,成立了液体研究委员会,张大煜任主任委员,侯祥麟任副主任委员,委员有赵宗燠、张定一、刘放、顾敬心、曹本熹等,定期对研究所的计划和工作进展情况进行审查评议,这对加强研究所与生产部门的协作起了很大作用。1954年,工业化学研究所再次更名“中国科学院石油研究所”,同时成立“中国科学院煤炭研究室”,由苏恒任书记,张大煜任所长兼煤炭室主任。张大煜认为选择石油化学作为研究所的主要研究方向,使之逐步形成我国第一个石油煤炭化学研究基地,方向是正确的。

在我国天然石油资源尚未发现之前,合成燃料是急需的研究课题,因此他选择了页岩油高压加氢和水煤气合成人造石油两大研究课题。此外,根据抗美援朝战争对于炸药的急需,选择了直链烷烃芳构化制甲苯的研究课题。由于全所研究人员的共同努力,这些研究课题都取得了很好的成果,其中“七碳馏分芳烃化合成甲苯”以及“熔铁催化剂用于流化床合成液体燃料的研究”曾获1956年国家科学三等奖。在完成任务的同时,也为石油工业部门培养了大批科学技术人员。

在科学组织工作中的远见卓识

张大煜十分重视从实际中提出应用性很强的课题,也安排必要和可能的基础研究。在集中力量开展石油化学的研究中带动了催化和色谱两门学科的发展,并在国内形成了自己的特色,为后来的发展奠定了良好基础。1957年科学院党组书记张劲夫到化物所(当时叫大连石油研究所)检查工作,总结了“任务带学科”的经验并在全院推广。

1961年11月,大连石油研究所正酝酿改名为化学物理所时,所内一度思想比较混乱。张大煜和当时的所党委书记白介夫一起,在发扬民主、集思广益的基础上,明确了化学物理所的方向和任务、主要发展的科学领域,并制定出化物所的长远规划,这对化物所成立后的建设和发展起了十分重要的作用,在此期间,张大煜总结出科学组织工作中的6大关系①处理任务和学科的关系。以任务带学科,学科的发展促使为国家解决更多更大的任务;②挑选任务和课题应以国家“最重要”的为前提,本着我们“最合适”的尺度,严肃灵活地挑选;③“赶与超”、“远与近”、“大与小”等关系;④集中与分散的关系;⑤学术民主与学术领导两方面的统一关系,就是领导、专家、群众三结合;⑥处理专业研究和设计、生产单位的关系。

为发展多相催化基础研究提出表面键理论

自二十世纪20年代起各国催化研究工作者围绕预见催化剂活性、探讨催化作用本质等问题开展了大量研究工作,各国学者纷纷提出各种催化理论或见解。人们将催化剂比喻为化学变化中的“点金石”,而催化理论是寻找“点金石”的“魔棒”。

早在中华人民共和国成立前,张大煜即对催化过程深感兴趣,在国民经济恢复时期,化物所内主要接受应急任务,基础工作还相当薄弱,他当时亲自兼任一个课题组长,从物理吸附开始逐步开展有关催化基础研究,首先利用日本人留下的一些玻璃活塞和真空泵,建立了国内最早的两套BET真空吸附装置,又专门请玻璃细工刘兴信(后来成为玻璃吹制技术专家)来所工作。在国内首先试制成功了真空活塞、石英弹簧以及高真空扩散泵,配合其它大型仪器的建立,初步具备了催化基础研究条件。

1953年开始催化剂物性的测定;以后又进一步开展了催化反应机理和动力学的研究,在工业化剂载体的物理化学结构对催化剂活性关系研究中发现载体(如硅胶、氧化铝、活性碳、硅藻土等)对催化剂有重要影响。

1955年,在钴催化剂制备中发现钴硅复合物含量不同时会强烈地影响催化剂的还原和空隙结构。由于水煤气合成反应受扩散控制,因而孔结构会强烈影响催化剂的活性、热稳定性和寿命,从而提出了催化剂制备时对孔隙结构的控制问题。在此基础上还研究了水煤气合成熔铁催化剂的还原和生成孔隙结构问题。

1957年开始化学吸附的研究,在上述钴催化剂上阐明了氢气、一氧化碳吸附与反应性能间的关系。此外还从化学吸附等压线等实验事实出发归为甲、乙、丙三种吸附类型,讨论了表面不均一性所产生的能量图谱,并推论丙型吸附可能与反应活性的关系密切,加上以后大量催化实验事实的积累和对文献中日益增多的数据的总结,逐渐形成“表面键”理论。

张大煜非常严谨地把他提出的表面键理论称作表面键理论研究设想。1960年,他在上海召开的中国科学院学部大会上作了“催化研究中的若干理论问题”的学术报告,提出了表面键理论研究方向,又于1963年第二次全国催化会议期间公开发表了表面键理论研究设想(详见张大煜和蔡启瑞、余祖熙、闵恩泽在1982年《自然杂志》上撰写的题为“我国催化研究五十年”一文)。而国际上表面键理论直到二十世纪70年代随着新的表面物理实验方法在催化研究中的应用才逐步形成。

张大煜在学术界享有很高的威望,尽管他离开了我们,但我们永远怀念他。

作者简介:俞稼镛,男,中国科学院理化技术研究所研究员,博士生导师,曾任国家攀登(B)计划“复合驱强化采油中重大基础性研究”项目首席科学家和国家重点基础研究发展规划(973)“大幅度提高石油采收率的基础研究”项目首席科学家。


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