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2010年快乐双彩走势图 吳越介紹
吳越介紹
www.dicp.cn    發布時間:2010-03-11 15:08    欄目類別:走近專家
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      吳越(1926-2006),江蘇江陰人。催化化學家,從二十世紀六十年代起,在中國科學院長春應用化學研究所率先開展了催化領域的基礎性研究工作,也是中國科學院長春應用化學研究所催化學科的創建人。依據稀土元素的特性,結合我國在稀土資源方面的優勢,從多個方面開展了稀土催化的研究工作,之后涉及了溫和條件下的選擇氧化,酸催化、以鈣鈦石類化合物為模型催化劑開展了完全催化氧化、并將其應用于取代白金的氨氧化制取硝酸的反應中。上個世紀九十年代初,敏銳地觀察到環境在未來社會發展的重要性,將研究工作的重點集中在以催化方法與技術解決與環境相關問題上,即環境催化。

      一、簡歷

      吳 越,1926年8月6日出生在江蘇省江陰縣,1945年9月以江陰縣第一名成績考入國立英士大學(浙江省金華市,解放后并入國立浙江大學)化學工程學系,1949年5月獲得工學學士學位。1949分配到剛剛成立的東北工業研究所(中國科學院長春應用化學研究所前身)工作。在1949年9月至1958年10月期間,歷任設計科科長,助理研究員、課題組組長、研究室主任。1958年10月-1960年1月,以訪問學者的身份赴民主德國柏林科學院無機催化研究所、洪堡大學第一化學系進修。1960年12月-1997年11月,歷任副研究員、研究員、副所長、博士生導師、中國科學院長春分院院長、所學術委員會主任。1980年以來曾先后擔任過:國家學位委員會委員、發明委員會委員、國家自然科學基金委員會化學學科評議成員、“七五”國家基金委重大項目“分子篩和稀土催化劑的基礎研究”負責人,吉林大學兼職教授,全國化學會理事、化工學會理事,稀土學會催化專業委員會主任,全國科協第三、四、五屆委員、《中國科學》、《科學通報》、《物理化學》、《催化學報》、《分子科學》、《燃料學報》、《化工學報》、《應用化學》等雜志的編委。

      二、主要學術成就

      1、研制合成橡膠單體、設計及建立中間工廠
      解放初期,在錢保功院士領導下,參與并在后期負責氯丁、丁苯和聚硫幾個合成橡膠中間工廠的設計和建設。負責我國第一個合成橡膠中間工廠的設計和建立,在國內首先應用相似原理解決了多個化工設備從實驗室擴大到中間試驗的化工設備的設計問題。在乙苯脫氫制合成橡膠單體苯乙烯的研究中,通過熱力學計算,闡明了稀釋劑水、氮、氫的作用,達到了提高產物收率的目的。在開發第一代ZnO-系脫氫催化劑中,深入研究了助催化劑Al2O3的作用,獲得了θ-法則。

      2、長期系統開展“稀土催化”研究
      早在五十年代末,在德國著名無機化學家G.Rienacker院士指導下,開始對稀土氧化物的催化性質進行了基礎性研究,通過研究La2O3-CeO2催化劑在CO氧化和醇類脫水、脫氫等反應的催化性能,得到了催化劑晶體結構、導電性和催化性能之間有關聯的結果。1960年回國后,堅持在這個領域內開展工作,系統研究了稀土氧化物和稀土金屬間化合物的催化性質,先于瑞士科學家S.P.Sinha等對稀土氧化物總結出反應動力學參數與稀土元素的總軌道角動量量子數(L)之間的斜W規律。對稀土金屬間化合物的加氫作用得出了活性組份不是稀土而是過渡金屬,加氫反應是化學計量反應的結論。

      七十年代后期,考慮到我國貴金屬資源匱乏國情,而貴金屬用量較大的在催化方面的應用,一是汽車尾氣凈化催化劑,二是氨氧化制硝酸催化劑。在上述的背景下,他負責開發的氨氧化制硝酸非鉑稀土催化劑-稀土復合氧化物催化劑不僅具有活性高,生產能力大,成本低等特點,也是國內首創,并已通過擴試和省、院級鑒定,獲國家專利,中科院、吉林省重大科技成果獎、中科院科技進步三等獎和第三屆全國發明金牌獎。

      八十年代后期,由于能源問題國際上開始關注天然氣的利用問題,由甲烷氧化偶聯制取乙烯得到了全世界范圍的關注。考慮到堿性化合物在該反應中的重要性,在甲烷氧化偶聯中的催化作用,開發出的一種以La2O3為主成份的催化劑,在較長時間的連續運轉中可保持C2收率~20%的結果,達到了國際先進水平。在活性位研究方面,采用稀土熒光法分析了具有代表性的Li/MgO的活性位,驗證了由于Li的摻雜形成的[Li-O-]中心是活性中心的觀點,而稀土催化劑中活性中心則是在表面形成的超氧離子(O2-)。

      3、系統研究晶體結構確定的復合氧化物的結構和催化性能的關系
      對氧化物催化劑進行基礎性研究的難點是不易制得單晶。八十年代,選取晶體結構確定的復合氧化物為催化劑,結合重要催化過程,系統研究了結構與催化性能之間的關系。獲得了一些有學術意義的規律性,這些進展為開發有應用前景的新型催化劑可提供科學依據。
      (1)在(類)鈣鈦石型稀土復合氧化物方面,發現鈣鈦石(ABO3)結構中A位三價稀土離子(La3+)以異價離子(Sr2+,Th4+)取代時,都將導致B位過渡金屬離子形成混合價態和生成氧空位。由此形成的氧化-還原體系是決定這類催化劑活性的重要因素。總結出由氧空位與低價過渡金屬離子(Bn+)形成的色心(B(n+1)+  )具有“氧阱”作用,是親電子反應物(O2、NO)的活性中心。依據實驗獲得的金屬離子價態隨非化學計量氧的變化規律,首次對這類催化劑提出了結構缺陷模型,可以解釋一系列高溫氧化反應中活性的變化規律。通過調整金屬離子的價態和缺陷制得了有應用前景的氨氧化和消除NOx的催化劑。
      研究中還觀察到在具有K2NiF4層狀結構的(類)鈣鈦石型稀土復合氧化物(AO)(ABO3)中,(AO)對穩定(ABO3)結構中B位離子的價態具有特殊作用。由于La2CuO4中的Cu能以穩定的Cu2+離子存在,在苯酚羥化反應中表現出相當高的催化活性和選擇性。這是具有超導性質的氧化物用于低溫液-固相催化氧化的一個成功例子。

      (2)在雜多酸方面,結合酯化、醚化和烷基化等酸催化反應著重探討了雜多酸的固載化和高濃度雜多酸溶液的催化性能。通過研究載體表面性質、固載牢度和固載化雜多酸活性三者的關系。發現固載雜多酸的酸性質(酸強度和酸度)以及活性取決于載體表面羥基的酸(堿)強度。為在上述反應中取代傳統使用的硫酸指出了方向,并在一般意義上為探討酸催化劑的固載化提供了科學依據。
      通過對高濃度雜多酸溶液催化性能的研究,發現了一種在較低溫度下(<50℃)即具有高酸強度(H0≤-12)的酸催化體系,有望用作由異丁烷—丁烯烷基化制取高辛烷值汽油的催化劑。
      通過研究雜多化合物中不同部位金屬離子的催化性能,得出了只有缺位的雜多陰離子(PMo11)作為過渡金屬離子(M)的配體(PMo11M)時才具有催化氧化活性的結論。過渡金屬離子是催化活性的主要活性組分,而雜多陰離子只起結構上的作用。
      (3)在水滑石-尖晶石類復合氧化物方面,最近觀察到具有水滑石結構的過渡金屬復合氧化物,經過處理能轉化成尖晶石結構。而催化功能迥然不同:水滑石型催化劑可催化苯酚的羥化反應,由其衍生的尖晶石型催化劑則不能,但對甲酚液相催化氧化制對羥基苯甲醛以及CO還原NOx等卻是有效的催化劑。而且活性比用常規方法制得的要高很多。

      4、以溫和條件下氧分子的活化為契機,開拓了模擬酶(單加氧酶)研究的新領域
      針對石油化工中難以解決的溫和條件下烴類羥化和環氧化問題,率先以大環配合物酞菁鐵為活性組分,進行了模擬細胞色素P450的催化加氧體系的研究。提出的模擬體系在苯羥化合成苯酚的反應中有較好的活性。通過研究配體結構、軸向配體等對催化劑活性的影響,鐵卟啉和氧的反應動力學等,得出了在這樣的模擬體系中大環效應以及在反應過程中由Fe2+和適當配體形成三元配合物是氧活化的重要步驟的結論。以此為依據,以鐵的簡單配合物(菲咯啉鐵、8-羥基喹啉鐵等)固載在有確定結構的載體上(ZSM-5,MCM-41等分子篩),制成了具有超分子結構特征的固載型催化劑,以H2O2為氧化劑的條件下,具有可與文獻中鈦-硅分子篩(TS-1、TS-2)相比的活性,引起了國際上的興趣。

      5、NO轉化與汽車尾氣凈化
      九十年代,開展了以稀土復合氧化物為催化劑NO直接分解的研究,通過系統研究提出了一個統一的NO直接分解與還原的氧化-還原機理。即在低溫時,NO形成N2后將氧留在了催化劑的表面,由于低溫下氧的脫附過程較為困難,因此需要還原劑。在高溫時,氧的脫附變得較容易進行,因此可以在沒有還原劑的情況下進行。進一步的研究發現,NO的分解是經過形成NO2作為中間物完成的,這就表明NO的高效消除是一個非常困難的過程。
      在汽車尾氣凈化催化劑的研究中,對傳統的三效催化劑中的各個組分從功能的角度進行了分析。Pt主要起氧化功能,Rh主要起還原功能,CeO2起貯存氧功能,提出利用具有氧化功能的組分取代Pt和具有還原功能的組分取代Rh,構成新型的汽車尾氣凈化催化劑。即提出通過功能組合的理念,研發新型三效催化劑。

      6、對催化事業發展和催化領域人才的培養貢獻才智
      在長期從事催化研究的同時,還注重研究生在催化理論方面的培養,為此,多年來他堅持為研究生講授催化化學課。經歷了多年的教學工作,使他深深地體會到系統的催化理論與實驗實現象的正確理解對青年學者的成長是非常重要的。強烈的事業心和責任感,促使他將數十年來對催化研究的所見所聞和自己在催化研究中的心得,撰寫成一百三十萬字的專著“催化化學”(上下冊),為促進我國催化學科的發展起到了一定的積極作用。
      二OOO年以后,根據國際上催化研究與發展的新動向,一些重要的催化過程涉及了固體表面以及在反應過程中處于非平衡態,因此,在國內率先注重了非平衡態的表面過程是深入理解催化過程的重要途徑,為此撰寫了《現代催化原理》一書,為進行深入的催化研究指出了新的思考點。
      最近,利用他在語言方面的優勢,可以閱讀英文、德文、日文和餓文文獻,查閱了大量文獻對一百年來世界催化領域發展的主要歷程進行課總結和概括,以及各個時期催化領域取得的里程碑式的成果和當時所面臨的挑戰,還對社會發展有重大影響的幾個催化過程,以及表面研究取得的進展對催化研究的作用和催化發展的影響進行了較詳細的闡述,撰寫了即將出版的《應用催化基礎》一書。
      他將催化領域的研究從基礎性研究到應用性研究以及催化發展過程所涉及的理論和實驗現象進行了系統的歸納與闡述,形成的系列著作《催化化學》、《現代催化原理》和即將出版的《應用催化基礎》,較全面的反映了催化領域研究的基本概況,對催化研究具有重要的參考價值。
      很注意研究集體的培養和成長,已培養二十一名博士,其中有兩名分別獲得中科院院長獎學金和億利達獎學金,十五名碩士,另有三名博士在我的指導下完成了博士后工作。本人也先后兩次獲中國科學院和中科院長春分院優秀研究生導師的獎勵。

三、主要論著

吳 越,1998. 催化化學(上、下冊). 科學出版社,北京.
吳 越,楊向光,2005. 現代催化原理,科學出版社,北京.
吳 越,應用催化基礎,化工出版社,北京。
吳 越,氧化物的非化學計量性和催化作用,科學通報,2,97,1992
吳 越,固體酸催化劑的分子設計,工業催化3,3,1994

撰稿人:楊向光教授(長春應化所)

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