作者:方芳 来源:科学网 发布时间:2018/1/14 8:28:41
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“中国青年女科学家奖”获奖者潘秀莲:突破极限催化梦想

 

烯烃作为现代化学工业的重要基石,与工业生产和人们的生活息息相关。大到航天飞机上使用的材料,小到厨房中的保鲜膜、婴幼儿用的奶瓶,都有它的身影。 “传统的烯烃生产原料主要来自于石油,而我国的能源结构特点是富煤少油缺气,60%以上的原油依赖于进口。”第十四届“中国青年女科学家奖”获奖者, 中国科学院大连化学物理研究所研究员潘秀莲解释说。考虑到能源安全和我国能源结构特点,用煤炭替代石油清洁高效的生产烯烃等重要的基础化学品和燃料,势在必行。

为此,包信和院士和潘秀莲团队从纳米催化的基本原理入手,开发出了一种过渡金属氧化物和有序孔道分子筛复合催化剂,创造性地使控制反应活性和产物选择性的两类催化活性中心分离,并成功实现了煤基合成气一步法高效生产烯烃,其中含两个碳原子到四个碳原子的低碳烯烃单程选择性超过80%。该成果颠覆了90多年来煤化工一直沿袭的费-托(F-T)合成路线,烯烃选择性突破了传统过程58%的理论极限,催化剂在110小时的测试中性能稳定。

与此同时,这种两类催化活性中心分离的双功能催化剂,更为破解传统催化反应中活性与选择性此长彼消的“跷跷板”难题提供了新的思路。反应在不改变二氧化碳总排放的情况下,摒弃了高耗能、高耗水的水煤气变换制氢反应,降低了化学反应本身的能耗与水耗。这一成果在美国《科学》杂志上发表之后,国内外专家学者评价“该项技术未来在工业上有巨大的竞争力”、“第三条制烯烃的技术路线”、“近期可能形成具有竞争力的技术”。2017年2月,该项研究成果被科技部评选为2016年度“中国科学十大进展”,不仅为李克强总理关心的“能不能不用水或少用水进行煤化工”的问题找到了解决方案,更为中国的煤转化制低碳烯烃产业开辟了新的技术路线。

多年来深耕于催化基础研究领域的潘秀莲,至今仍孜孜以求、不忘初心。早在高中时她就着迷于化学世界的纷繁多姿,在这里她找到了放飞梦想的起点,探索着未知科学领域的奥秘,享受着收获知识的快乐。正如潘秀莲所说,“对未知领域的好奇心是科研道路上前行的动力,是科学家们能够坚持不懈勇于探索的‘共性’”。

在学生和同事眼中,她性格内敛,对待科学问题严谨、执着;回归家庭之中,面对着两个女儿,她又是那般的温柔与娴静。“科学不分性别,但是由于女性肩负着社会和家庭的多重责任,不光要做研究,同时,也为人妻、为人母、为人女,因此很多女性科技工作者不得不回归家庭。”潘秀莲说,“我们首先需要的是甘于坚守、永不言弃的决心,然后就是踏踏实实一步一个脚印地往前走。”

面对“如果能再一次选择自己职业”的问题,潘秀莲不假思索地说出“科学家”三个字。这颗初心,她从未动摇过。

 
 
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