近日 大連理工大學教授郭新聞

數(shù)十年如一日深耕催化領域的

攻堅故事登上《科技日報》

一起來看??????

寒冬，在大連理工大學盤錦校區(qū)的實驗室里，大連理工大學化工學院教授郭新聞熱情地向記者介紹著他開發(fā)出的綠色技術，該技術可用鈦硅分子篩催化劑，催化丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷。

近期，中國化工學會第四十一屆理事會第五次會議召開，郭新聞當選為中國化工學會會士。

從最初踏入催化領域，到如今深耕分子篩催化與二氧化碳轉化數(shù)十年，他以“催化”為橋，連接實驗室與產業(yè)界。

破解催化難題

“我的科研初心，是讓我國催化領域擺脫受制于人的困境。”談及入行契機，郭新聞的思緒回到了數(shù)十年前。彼時國家石化產業(yè)底子薄，高性能催化劑長期依賴進口，企業(yè)只能承受其高價掣肘。剛跟隨大連理工大學教授王祥生接觸催化領域的他，每次下企業(yè)調研，見生產效率因催化劑不足受限，心里就像壓了塊巨石。

除了焦急，他更憋著一股不服輸?shù)捻g勁：“要讓中國石化產業(yè)挺直腰桿?！?/p>

催化研究如同在黑暗中摸索，每一次突破的背后都是無數(shù)次失敗。在國家自然科學基金重點項目“高性能鈦硅分子篩催化劑綠色合成”的研發(fā)中，模板劑的使用帶來大量廢液。如何處理這些廢液，一度讓團隊陷入僵局。“TS-1分子篩制備的每一步都離不開模板劑，但廢液排放不僅污染環(huán)境，還會造成資源浪費。”郭新聞說，若解不開這道題，前期努力皆會白費，技術也無法規(guī)?；茝V。

團隊先嘗試母液直接復用，結果不盡如人意：十幾組實驗后，催化劑活性下滑、穩(wěn)定性驟降，部分樣品效率不足標準值一半。接連的失敗令實驗室氣氛沉悶，有博士研究生心生退意：“是不是這條路走不通？”郭新聞壓下焦慮，召集大家復盤數(shù)據：“要把失敗當作一次錯誤排除，數(shù)據波動都在為我們提示方向。要沉下心找規(guī)律?！?/p>

他帶領團隊通宵達旦，逐個排查變量：微調pH值、精準把控反應時間……那段日子，實驗室燈火徹夜不熄?？梢粋€月過去，實驗仍無起色。有人提議妥協(xié)，留下部分廢液，他卻堅定拒絕：“綠色發(fā)展沒有妥協(xié)余地，換個思路，母液或許有別的用處?！?/p>

就在大家一籌莫展時，郭新聞靈光一現(xiàn)：“何不將母液用作改性劑？”他立刻調整方案，聚焦廢液改性應用，展開新一輪攻關。團隊歷經幾十次工藝條件優(yōu)化，終于迎來突破：催化劑活性提升30%以上，母液閉環(huán)利用，模板劑排放減少80%。拿到檢測報告的那一刻，郭新聞的疲憊盡數(shù)消散。這一突破開辟了鈦硅分子篩綠色生產的新路徑，如今已在產業(yè)應用中彰顯價值。

服務產業(yè)發(fā)展

早期與江蘇怡達等企業(yè)的合作，讓郭新聞意識到產學研融合的重要性。實驗室里性能優(yōu)異的催化劑，一進入工業(yè)化放大階段，便屢屢在穩(wěn)定性、成本控制、工藝匹配上“折戟”。這讓校企雙方都備受困擾。“那種從滿心期待到挫敗的滋味，讓我至今記憶猶新?！彼f，單一環(huán)節(jié)的研發(fā)就像“閉門造車”，實驗室的“最優(yōu)解”未必是工廠的“適用解”。這也讓他下定決心打破“實驗室—工廠”的壁壘，構建起從分子篩綠色合成源頭創(chuàng)新，到催化過程強化，再到工業(yè)應用落地的一體化研發(fā)體系，讓科研成果真正走出實驗室、走進生產線，切實解決產業(yè)難題。

產學研融合的思路始終貫穿郭新聞的科研道路。

“把實驗室里的‘樣品’變成工廠里的‘產品’，考驗的不僅是技術，更是耐心與校企之間的信任?！痹谂c山東京博控股集團共建聯(lián)合研究院的十余年里，郭新聞帶領團隊推動5項技術產業(yè)化，深刻體會到產學研融合的真諦。

“在實驗室里，催化劑連續(xù)穩(wěn)定幾百小時就算是性能優(yōu)異。但在工業(yè)場景中，催化劑須達到上千小時連續(xù)穩(wěn)定。如果不能緊密合作，技術很難在生產線上實際落地?！惫侣務f。

為了建立信任，遇到問題時，他會第一時間帶領團隊進駐工廠，與企業(yè)人員同吃同住，一起蹲守生產線，逐環(huán)節(jié)排查原因、優(yōu)化方案。針對長鏈烯烴環(huán)氧化催化劑的再生性能難題，團隊與山東京博控股集團聯(lián)合建立“實驗室—中試—工業(yè)化”三級驗證體系。

在與中海油合作的“苯與低濃度乙烯烷基化制乙苯”“甲苯甲醇烷基化制對二甲苯”等項目中，郭新聞團隊用實力證明，學術創(chuàng)新性與工業(yè)實用性可以雙向賦能。企業(yè)提出的需求往往具體而瑣碎，比如原料成分復雜、反應條件波動大、催化劑需長期穩(wěn)定運行等，這些看似是工程層面的問題，卻暗藏著關鍵科學命題。郭新聞帶領團隊深入工廠調研，把生產線的實際需求帶回實驗室，將工程問題凝練為“催化劑結構與穩(wěn)定性的關聯(lián)”“反應條件對催化效率的調控機制”等科學問題，再開展針對性研究。為了滿足企業(yè)對催化劑穩(wěn)定性的嚴苛要求，團隊歷經無數(shù)次實驗，成功開發(fā)出納米片分子篩催化劑——這種催化劑比表面積更大、傳質效率更高，顯著提升了工業(yè)運行穩(wěn)定性。而且，相關研究成果發(fā)表于《科學》期刊，實現(xiàn)了學術價值與應用價值的雙贏，也讓企業(yè)更加信任團隊的科研實力。

這份對產業(yè)的關注，也融入了郭新聞的人才培養(yǎng)理念?！按呋墙徊鎸W科，青年學者既要‘頂天’瞄準前沿，也要‘立地’扎根需求。”他鼓勵學生走進企業(yè)一線，在解決實際問題中錘煉本領。實驗室里，他為博士生認真分析實驗數(shù)據，引導他們跳出思維定勢；車間里，他帶著學生觀察催化裝置運行，講解工業(yè)場景對技術的特殊要求。多年來，他培養(yǎng)的學生大多扎根綠色化工領域，有的成為企業(yè)技術骨干，有的在科研院所延續(xù)攻關之路，形成“產學研用”的人才閉環(huán)。

郭新聞介紹，團隊正圍繞CO2加氫制備綠色航空煤油展開攻關。“歐盟要求2050年綠色航煤摻混比例達63%以上，我國可持續(xù)航空燃料需求缺口巨大，這為我們帶來了挑戰(zhàn)，更賦予了我們一份責任?！彼€有一個更遠大的夢想：實現(xiàn)CO2直接制苯，讓CO2真正成為可循環(huán)利用的碳資源。而在鈦硅分子篩領域，他仍執(zhí)著于鈦物種結構的精準解析，希望為高性能催化劑可控合成奠定基礎。

“頂天”瞄準前沿

“立地”扎根需求

為這樣的大工人點贊！

內容來源 | 《科技日報》 盤錦校區(qū)

編輯排版 | 賽非耶 康樂

審核校對 | 赫銘 周學飛 王德丞