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林励吾介绍
林励吾介绍
www.dicp.cn    发布时间:2010-03-12 15:45    栏目类别:走近专家
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      林励吾(1929-)广东省汕头人。物理化学家,1993 年当选中国科学院学部委员(院士),1998年当选英国皇家化学会会士。中国科学院大连化学物理研究所研究员、现任大连化学物理研究所资询委员会主任,曾任该研究所学术委员会主任、多相催化研究室主任。1952年毕业于浙江大学被分配到中国科学院从事科研工作。他长期从事有关石油、煤炭、天然气等化石能源转化的新催化剂和催化工艺的研究,在催化科学领域做出了系统的,创造性的成就和贡献,20世纪60年代初研究成功219加氢异构裂化新型催化剂,并发展了与催化剂配套的加氢工艺,实现了从大庆重油制取航空煤油的大规模工业生产,解决了国家的燃眉之急;70年代他与合作者研制的我国第一代多金属重整催化剂,成功地应用在大连石油七厂我国第一套多金属重整新装置;80年代首创了络合制备铂、锡催化剂的新方法,并研制成功长链烷烃脱氢催化剂,性能超过国际同类催化剂的先进水平;90年代林励吾和他的学生们深入研究高分散度金属催化剂的结构和反应性能,同时在他的参与下,以他的学生负责的重大项目费-托合成油金属催化剂、润滑油异构化铂催化剂、无机膜材料及膜催化等工作在工业化过程中都取得突破性的进展。林励吾等累积已在国内外发表论文390多篇,曾21次获得国家、部委级成果奖。鉴于他在推动我国催化技术和催化科学发展所做的卓越成就,2008年中国化学会催化委员会授予林励吾中国催化成就奖。

      一 成长历程 

      林励吾1929年出生于广东省汕头市灶铺区新庙村。父亲林铭修在青年时即离开家乡外出经商,从事手工业出口生意。他虽未读过中学,但通过自学和实践也精通商道略懂英语,中年时曾到印度开辟商号。抗日战争时回国在武汉、上海等地经商。父亲的勤劳和智慧对年幼的林励吾成长产生很大影响。上海沦陷时全家被困在上海,生活十分艰难,依靠变卖存货度日。林励吾青少年时代先后经历了日本侵略战争的苦难时期、从希望到失望的国民党统治时期以及解放后新中国蒸蒸日上蓬勃发展时期。这些经历使他心灵深处埋下了憎恨侵略战争、厌恶反动政府的腐败无能、热爱共产党领导的新中国和热爱人民的种子。1949年,林励吾进入浙江大学化工系学习。浙江大学的“求是”校风和名家高师的教诲,使他受益匪浅。在校期间,林励吾比较重视全面发展,不偏科、不死背硬记,他不刻意追求高学分,各门功课考试分数只要达到全班前百分之十以上便很满意,而腾出时间钻研自己喜爱的专业,如物理化学、材料力学等,他特别喜欢从科普读物中扩大知识面。在课堂上他并不满足老师反复强调的书本知识,相反地他对老师讲课以外的知识也同样重视,每天晚上到图书馆查参考资料,通过阅读更深刻的理解老师讲的内容。他做课外习题从不参考别人的作业,也不参考解题的书本,总要做到自己独立解出为止,这种学习方法对获取高学分并不有利,也只能排在全班前五、六名之间。但每当老师在考题中出难题、偏题时,他却往往能名列前茅。正是这种学习方法培养他具有独立思考、自主创新的能力,这对于他后来参加工作十分有利,而且使他终身受益。参加工作以后,他在中国科学院石油研究所一面工作一面仍然坚持学习,并在工作中学习到了许多学校里学不到的知识和技术。如,可以熟练地掌握高压加氢的工艺技术和操作,并能经常提出自己对工艺流程、设备安装和操作程序等方面的革新建议。但当深入到催化原理和反应机理时就深感自己的基础欠缺,有些方面还很薄弱,不能适应一个在科学院从事科学研究人员的基本要求。为此,他利用业余时间自修大学里尚未学过的课程,每天晚上总要等到图书馆关门才回家。他经常向老专家和有经验的同行们请教。所里为研究实习员开的课他也不放过。由于林励吾具有惊人的自学能力和刻苦求实的钻研精神,不久就初步学懂了在学校里没有学过的量子化学、化学动力学、催化原理、有机催化,科技俄文、科技德文等课程。另外,林励吾从小就喜欢体育,小学时和小朋友在弄堂踢小足球,中学里参加篮球校队,大学时每天有一小时体育时间他参加校队训练,成为校队主力,并业余参加浙江省队到华东区参赛。由于他对体育的爱好,在大学期间和工作单位都曾在团委、工会负责体育活动。晚年的林励吾又喜爱上摄影艺术,几年来他利用业余时间拍摄照片几千张,目前他的摄影技术已达到相当高的水平。为此,化物所工会还专门为他举办了“林励吾院士个人摄影艺术展”。
      从参加工作起,他一直从事石油炼制、石油化学和合成气化学等方面的催化剂、催化工艺及多相催化的应用基础理论研究,并作为主要技术负责人之一参加并圆满完成了几个大型化工项目的建设。50年代,国家缺少天然石油,他就研究人造液体燃料;60年代,国家缺少航空煤油,他就研究能从石蜡基高凝固点的大庆原油中生产低冰点航空煤油的催化剂和催化工艺过程;七八十年代,为了在催化领域赶上世界先进水平,他先后研制了多金属重整催化剂、长链烷烃脱氢催化剂。近几年,他又转而研究与国民经济关系密切的天然气化工和合成气化学等。几十年来,林励吾始终从国家的需要和本学科的国际前沿发展状况出发,在所从事的研究领域中选择有生命力、有发展前途的课题作为研究方向,并承担工程技术开发项目。

      二、主要研究领域和学术成就

      (1)打破框框、走自己的路,实现煤焦油中压加氢
      在共和国成立之初,正是林励吾毕业不久刚刚走上工作岗位。当时,我国天然原油产量还不到10万吨,只能满足当时全国需求量的1/10左右。贫油,深深地困扰着百业待兴的共和国。缺少天然石油,人们把目光转向人造石油。“二战”时,德国主要就是靠生产人造石油把战争打到底的。为此,当时的中国科学院石油研究所(大连化物所前身)接受的一项重要研究任务,就是以煤焦油、页岩油和煤为原料合成人造石油。1952年,林励吾被分配到该所后,就在高压加氢研究室任研究实习员,从事人造石油研究工作。
      传统的人造石油工业是在200-300个大气压的高压下处理煤或煤焦油,以制成人造液体燃料。当时所里的主要研究是沿着日本人留下的设备和研究路线开展高压加氢的研究,但由于经验不足加之条件简陋,别说高压反应,就是低压、中压反应也是十分困难,屡出人身伤亡事故,按当时的技术条件,这个办法生产人造液体燃料是难以实现工业化的。
      1956年,高压加氢研究室主任何学纶先生从匈牙利考察回国,得知匈牙利科学院瓦耳加院士正在研究用溶剂供氢的方法从重油加氢裂化制造液体燃料。受此启发,何主任决定成立课题,由林励吾协助他,组织一群年轻人,开展用改进催化剂的办法,在70个大气压下,把煤焦油加氢裂化制造人造液体燃料的实验。这种中压煤焦油加氢的构想,在当时,无论是在国内还是在国外都是大胆的设想。
      1958年,前苏联著名的人造液体燃料专家、高压加氢方面的权威拉波波尔特教授来我国访问。林励吾对这位权威非常尊重、钦佩,他抱着很大希望向这位赫赫有名专家探讨能否在中压下进行煤焦油加氢,可没想到,这位前苏联专家当头就是一盆冷水,并冷嘲热讽地说,“你们这些穿短裤的不要异想天开,煤焦油哪能在中压下加氢!”当时,林励吾的自尊心受到很大伤害,出于对外宾的礼貌,虽没有立即反驳,但心想,“我确实是只有二十几岁,算是一个‘穿短裤’的‘小孩子’,但是,你不能拿老眼光看人,更不能轻视中国人的才智和科技能力。外国人搞不了的不等于我们就搞不了!”于是,林励吾决心在中国实现中压加氢的试验。本着实践第一的思想,林励吾认真地在催化剂和反应工艺上进行反复探索,发现煤焦油加氢从200大气压降到中压(70大气压)时。最大的困难在于转化率太低,沥青质沉积堵塞反应系统。他们提高了催化剂的活性,并用反应副产物中的重质酚作为溶剂熔解沥青质解决反应系统堵塞问题,使工业实验能达到长期运转,在同事们和抚顺石油三厂的协助下,终于完成了这个课题,并取得了万吨级半工业实验的结果。就在这个时候,喜讯传来,大庆油田被发现,结束了我国“贫油”时代。但同时,花了几年心血研究的“中压加氢”制造人造液体燃料工作也随之结束,可林励吾认为我们的努力不能白费,他相信,在这一工作中所取得的成果和所积累的经验仍有其较高的价值和较长远的意义,有可能在将来适当时机迸发出耀眼的火花来。

      (2)大庆油煤油馏分加氢异构裂化制航空煤油
      60年代初期国外切断对我国航空煤油的供应,我国国防用油告急。大庆油田的开发成功缓解了石油产品的紧缺问题,但尚未能解决航空煤油的供应,其关键技术是如何取得冰点低于-60oC的航空煤油馏分。大庆原油的特点是含蜡高、重油多。当时掌握的加工技术还不能从大庆油制取合格的航空煤油。根据大庆原油的特点,1960 年底,林励吾、张馥良组首次采用催化降凝方法对大庆直馏石蜡基煤油进行临氢异构化制取低冰点航空煤油的研究。在研究中,他们打破了前人关于金属——酸性组分形成分立活性中心的传统观点,提出电子(金属组分)——酸性(担体)杂交的相互作用理论概念,即:1.金属和担体相互作用形成复合中心;2.原金属的加氢活性越强,相互作用后越有利于异构化选择性;原担体的酸性越强,则相互作用后越有利于裂解反应。通过催化剂制备技术可调控两种相互作用的强弱从而达到控制异构和裂解的深度。这种概念的提出将双重性催化剂的活性理论推进了一大步,据此在大量数据积累的基础上形成可以指导催化剂配方的经验规律。在这种规律的指导下他们在短时间内研究成功具有高选择性、高活性的W、Mo、Ni及含氟氧化铝载体组成的金属酸性催化剂。经过全面的评价证明该催化剂适用于从大庆煤油馏分制造性能完全符合规格要求的航空煤油。消息传出后,引起石油工业部的高度重视,当时的石油工业部副部长刘放同志亲自莅临大连化物所,对课题组的工作给予高度评价,并鼓励和指导大家进一步发展、完善这难得的技术成果。该项目于1964年获得国家发明奖。
      工业化道路上的转折点,大庆重油加氢异构裂化制航空煤油
      1963年大庆煤油馏分临氢异构化制取低冰点航空煤油在实验室取得成功。正在准备进行中试时,北京传来关于石油部拟召开“加氢异构裂解”新技术研究工作会议的消息。鉴于大庆原油中重油比煤油含量高、价格便宜将来更有发展前途,林励吾等决定派人参加会议争取拿下该项目。
      根据经验,分子量越大的原料越易于裂化,他们认为异构化催化剂可用于重油加氢裂化。于是立刻把煤油异构化催化剂的研究转入重油加氢异构裂化制取航空煤油的研究。在研究煤油异构化催化剂所得到的制备规律的指导下,很快达到石油部对重油加氢异构裂化的指标要求。在会上,他们汇报了已取得的结果并积极争取接受这项任务,这个意愿得到石油工业部的认可,同意林励吾课题组开展此项研究工作。从此课题组的重点转入大庆重油加氢异构裂化的研究。经过三个月夜以继日的努力,完成了实验室研究,完全达到石油部提出的指标要求。6月份在北京召开由中国科学院主持的鉴定会。裴丽生付院长主持鉴定会,国家科委、石油部、空军油料部等部门领导参加会议。会议形成的鉴定结论认为大连化学物理研究所的实验结果已初步达到国外同期研究水平,加氢异构裂化的研究开发成功使我国炼油新技术跨越了一大步。异构裂化技术生产的高安定性航空煤油可为今后航空事业的发展提供有利条件。各项指标达到石油工业部的要求,可向国家科委推荐,提交下一步中间放大。进一步研究改进和提高同时进行。
      鉴定会后石油部下达了加氢异构裂化新工艺及钨-镍-硅酸铝催化剂(编号219催化剂)工业化的攻关任务。在石油工业部统一领导下,由大连化物所、抚顺石油设计院、抚顺石油三厂、抚顺石油研究院等单位合作,组成研究、设计、工业放大三结合的会战组,边研究、边设计、边准备半工业试验,争取在较短时期内大规模生产国家急需的航空煤油。在制定方案时,林励吾等人和设计院商议决定发展第二代催化剂,将原来两段法改为一段法,压力由70atm升至150atm。 取消40立升中试,由实验室直接进入半工业试验,节省一年时间。 通过研究、设计、工业放大各环节通力协作,3年即完成全部指标,实现了此后20年连续稳定的工业生产。

      交叉进行的工作进度大致如下:
      1963年-1964年:219催化剂的研制及定型并确定工艺流程。
      1964年-1965年:219催化剂的生产装置设计、建设;2立升装置评价并为设计提供数据;完成万吨级工业试验装置建设、催化剂生产。
      1965年-1966年:组织50人队伍奔赴抚顺石油三厂指导万吨级试验;年中在现场进行鉴定。同时进行大庆工业装置建设。
      1966年-1967年: 奔赴大庆参加工业装置建设及开工准备;年底前进油,1967年
元旦开工一次成功,产品质量、产率完全达到指标。
      在攻关中,第二代催化剂的研究需要攻克大孔、大比表面积、中等酸性硅铝担体的研制难关,当时国内外都没有成功的经验可循。林励吾、张馥良组与萧光炎、李文钊组合作成功研制出大孔、大表面,低酸性的氧化铝载体,进而又成功制备出性能优异的219催化剂。接着又联合抚顺石油三厂完成了催化剂工业生产的工艺条件、生产流程及设备设计等放大实验,在此基础上为万吨级半工业放大提供催化剂,并设计建立30万吨工业生产催化剂生产装置。在工艺研究方面,通过对2立升装置的模型实验,为30万吨装置设计提供数据。为解决反应器放大的关键问题,课题组和设计院合作进行冷模实验,逐级放大观察三相固定床流态分布,为2米直径的工业反应器内部结构提供数据。根据反应特征,他们发明了两种性能不同的催化剂(219-甲、219-乙)并在一个反应器中分两段装入这两种催化剂,上部装入加氢性能强的219-甲,下部装入异构化活性高的219-乙催化剂。和实验室结果相比,工业生产的结果更好,这可能是与催化剂分段有关。这种方法当时国内外还没有见过报道。
      在与兄弟单位合作下,林励吾等深入现场,经过三年的努力,在中试及30万吨规模的工业生产均取得了成功,缓解了当时国内航空煤油短缺的严重问题,解决了国家的燃眉之急。加氢异构裂化被誉为六十年代炼油新工艺,我国很快掌握这项技术,并达到与当时国外相当的水平,林励吾等为此做出了重大贡献,该装置从l967年投产到1985年的18年间该装置创造利税达四亿元。该项成果获得1978年全国科学大会奖。林励吾也于当年当选为大连市特等劳动模范和全国劳动模范。

      老树开新花,30年后异构化催化剂的新发展
      进入21新世纪,在林励吾老师的指导下,以他的学生田志坚研究员为组长的一代年轻人在继承的基础上又将加氢异构化技术创新性向前推进了一步。结合低凝固点、高粘度指数润滑油生产的要求,他们根据择形催化原理,研制成功一系列一维直孔道分子筛担载贵金属的多功能加氢异构脱蜡催化剂。分子筛合成取得突破,择型催化保证润滑油具有高收率、高粘度指数。
      经过8年的研究,在大庆研究院经过8000小时寿命试验证明所研制的催化剂性能优于进口催化剂的水平。催化剂经过从实验室1立升高压釜到5立方米工业生产装置的逐级放大。2008年初,根据合同为大庆26万吨异构化生产装置提供所需催化剂。11月份开始运行。初期结果既取得比国外引进催化剂更好的结果。突破了我国润滑油加氢异构化生产高质量润滑油的新途径。该催化剂在国内市场上有很大的推广空间。

      (3)高分散度金属催化剂的研究和开发
      林励吾在催化领域工作了几十年,在不同的时期根据国家需要,不断调整科研方向,开展新的课题,开拓催化新领域。1972年,林励吾结束了在农村的“五七道路”返回研究所重新开始他久违而熟悉的工作。这时,他痛心地发现,催化这个在国民经济建设中占有重要地位的学科正处于低潮。本来前几年经过他和国内同行们的努力,催化技术已与国外逐渐缩小了差距,经过这几年的运动耽搁距离又拉大了。林励吾暗暗下决心,不能再折腾了,时间不等人一定要加快步伐赶上。当时国外刚刚成功地开发了“多金属重整催化剂”,利用这种催化剂可从低品质的石脑油中生产高辛烷值汽油或芳烃。这是炼油技术的划时代的突破。林励吾看准了这种催化剂的优点,组织力量夜以继日地从事该方向的研究。在当时石油部组织的重整会战中,他和兄弟单位合作,开发研制出我国第一代Pt-Ir-Ce/Al2O3多金属重整催化剂,并成功用于大连石油七厂15万吨/年的工业生产装置上。此项成果先后获1978年全国科技大会奖及l982年石油部成果一等奖。
      1975年林励吾等和轻工部有关单位合作,由轻工业部山西日用化工研究所派人到大连化物所共同研究多金属脱氢催化剂用于长链烷烃脱氢技术以取代从美国UOP公司进口的DEH-5 Pt-Sn/ Al2O3催化剂。当时我国洗涤剂的生产大多以天然油脂为原料,随着人民生活的提高,洗涤剂消费快速增长,天然油脂的供应已远远满足不了洗涤剂生产的需求。轻工业部当时正与美国联合油品公司(UOP)谈判,引进以石油为原料生产洗涤剂的“长链烷烃脱氢”技术。林励吾觉得此时从多金属重整催化剂的研究转入长链烷烃脱氢催化剂的研究可给我国轻工业发展提供有力的支持,因此在多金属重整工作完成后及时转入多金属脱氢催化剂的研究。根据多金属重整催化剂研究积累的经验,林励吾意识到多金属催化剂是从单铂催化剂演变而来的,其制备的方法必须使两种金属紧密结合并相互作用,方能达到最佳的效果,对于催化剂的普通制备方法很难实现两种金属完全结合。他们注意到铂和锡能够在不同的条件下生成不同结构的络合物从而使两种金属更好结合,于是他们决定把这种络合物溶液浸渍到担体上,再经过适当处理以制备出高分散度催化剂,这种将络合化学与催化化学相结合的方法当时在国内外还是首次提出的。经过多次努力、反复实验,终于取得满意的结果。他们突破了UOP公司的专利技术,独立自主地制备了性能良好的NDC-2催化剂,并与南京烷基苯厂合作完成了催化剂的工业制备、脱氢过程的中试和工业应用。实践证明,NDC-2长链烷烃脱氢催化剂性能优于当时从美国UOP引进的DEH-5催化剂,由于其稳定性特别高,每批催化剂的寿命由原来的40天提高到80天。该系列催化剂不但在国内推广应用,而且得到印度同行的重视,1986年林励吾应邀到印度访问,在当地的设备上使用了NDC-2催化剂,结果充分证明该催化剂的性能全面超过印度从UOP引进的DEH-5催化剂。在已获得催化剂发明专利之后,该催化剂已向印度出口。这项成果曾先后获得轻工部二等奖,中国石化总公司一等奖及国家发明三等奖。为了深入研究双金属催化剂制备方法、表面结构与反应性能的关系,林励吾和他的几位研究生一起开展铂—锡催化剂的基础研究,他们率先采用Sn(119)Mossbauer能谱研究锡的价态及其结构与反应性能的关系,其结果在l980年第七届国际催化会议上宣读,受到了国际同行的重视。经过多年的辛勤努力他们又进一步采用自行设计的原位TPR-Mossbauer能谱联用装置,烯-氢滴定等新技术,协同IR,TEM,ESP,XPS和TPSR等多种物理、化学表征手段对铂—锡催化剂进行了系统的测试和理论分析,对多金属催化剂的活性中心理论有了进一步的认识。根据铂-锡催化剂中金属铂在担体上与锡的相互作用的表征结果,林励吾将金属中心分为M1中心和M2中心,M1中心是金属铂与担体氧化铝结合的活性中心,其性能和担铂催化剂无异;M2中心是铂通过第二金属氧化物与担体结合所形成的双金属活性中心。双金属催化剂的优异性能都从M2中心体现出来。催化剂的脱氢活性,选择性和稳定性主要和M2活性中心的结构、状态、分布和数量有紧密的关系。可以通过对催化剂中铂锡的不同比例和含量、不同单体的选择、催化剂的浸渍、焙烧等技术来调控催化剂中M1、M2中心相对比例、尽量提高M2中心的比例以满足反应选择性和稳定性的要求。九十年代后,我所催化国家重点实验室(林励吾当时担任该研究室学委会主任)已具备各种先进的催化剂原位表征手段,林励吾等通过运用现代的表征手段和先进的原位实验技术深入研究Pt-Sn/γ-Al2O3,Pt-Fe/γ-Al2O3等高分散多金属催化剂的表面结构和催化性能。建立起了催化剂的以金属Pt 直接与载体结合的M1中心和以γ-Al2O3为载体、金属氧化物SnO-为夹心、金属Pt-为表层的“三明治”型M2中心结构模型,该模型还可推广到更广的负载型双组分催化剂范围,有望对负载型多组分催化剂的设计提供理论依据。在这项基础研究中林励吾和他的学生们一共发表了48篇论文。林励吾曾先后在埃及、阿尔及利亚、英国、法国、德国、美国、意大利、丹麦、日本、印度、马来西亚等11个国家进行学术交流或合作研究,在国际上获有较高的知名度,并分别在1982,l988年获中科院自然科学二等奖。

      (4)甲烷芳构化制芳烃
      甲烷直接催化转化为液体燃料和/或化学品是世界上催化化学家重点研究的热点课题之一。自1979年起,全球多家研究机构便把注意力集中在甲烷氧化偶联(OCM)直接转化为乙烷乙烯上,但进展不大。1993年,大连化物所王林胜、徐奕德等首先报导了在无氧和连续流动的反应条件下,甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上直接转化为芳烃和氢的反应过程。由于该反应可以在连续流动的条件下进行,并能得到比国际上以往采用不同催化剂对甲烷无氧芳构化所得更好的结果,因此业界认为它具有潜在工业应用价值。在此期间,林励吾及其学生们对甲烷在Re、Mo等金属与HZSM-5相互作用活化甲烷的研究也取得进展。在他们的基础研究的过程中,他们首先指出Re、Mo等金属离子必须担载在具有强酸性的分子筛上才有活性而分子筛的孔道结构是甲烷在无氧条件下在Mo/HZSM-5催化剂上催化转化为芳烃和氢的关键因素;提出了Mo/HZSM-5在甲烷无氧芳构化反应中的双功能特性和机理;首先指出了多余的分子筛B酸中心对反应会产生较多的结焦,采用水热处理技术明显提高了Mo/HZSM-5催化剂的稳定性并降低其积炭产率。这些工作发表后被他人引用了276次。甲烷无氧芳构化的深入研究是在1999年以后,这期间林励吾参与包信和(时任所长、研究员、博士生导师)领导的973子课题,协同徐奕德等人通过大量的基础研究和前期工作取得国际领先的地位,该项成果于2005年获得了国家自然科学二等奖。

      (5). 传统F-T合成的工业试验和新过程的开发
      近年来,国际原油价格居高不下,因此,煤炭/天然气资源经合成气催化间接转化为油的方法(CTL/GTL)成为一条较为现实的资源转化技术。
      1980-1999年林励吾、梁东白、罗洪原等在过去从事高分散度金属催化剂研究经验的基础上,对高分散度担载型钌、铁催化剂用于费一托合成(F-T)进行了探索研究,  研制出高选择性地合成汽、柴油的新型催化剂。
      1999-2008在林励吾老师的参与下,他的学生丁云杰研究员课题组在合成液体燃料技术在几十年研究经验和技术积累的基础上,分别开发了在浆态床中使用的活性炭担载的Co基催化剂和固定床中使用的硅胶担载的Co基催化剂。2005年承担了中国石油化工集团公司的科技攻关项目“3000吨/年级合成液体燃料中试放大试验”。在中石化镇海炼化分公司的合作下,工业示范装置于2007年3月转入正式的催化剂性能标定试验。催化剂经过5000小时的成功连续运转,标志着我国费托合成技术取得了重大突破性创新。目前该技术已进入70万吨级合成液体燃料工业化装置的设计阶段,打破了国外公司的技术封锁,使我国合成液体燃料技术开发研究迈上了一个新的台阶。现正在进行活性炭担载的Co基催化剂的千吨级/年浆态床反应工艺的工业性试验。同时,针对资源量小的天然气藏、海上油田伴生气和煤层气资源情况,课题组还研发了合成气制高碳伯醇联产优质柴油的新型钴基催化剂。课题组开发的过程直接由合成气制得直链高碳伯醇,工艺流程短。其它的催化剂体系中,直链高碳伯醇的得率都较低,不超过4%。而再这种催化剂上可以获得35-40%得率的直链高碳伯醇。该过程迄今未见文献报道,具有原始创新性,这是一个有别于常规GTL的新过程。

      (6) 分子筛膜微波合成与工业应用
      近年来,生物乙醇作为可再生能源成为各国政府重点关注和应用推广的新型能源。生物乙醇可以通过含淀粉作物(如玉米、土豆)、含糖作物(如甜菜、甘蔗)和木质素或纤维质植物(如木材、麦杆、麦秸)的发酵获得。据悉,2006年全球生物乙醇燃料的投资额达到180亿美元,到2020年,估计全球生物乙醇需求量达到1200亿立升。而决定生物乙醇价格的关键因素就是发酵液的醇脱水技术。目前,工业无水乙醇的生产方法主要包括恒沸精馏、萃取精馏和吸附分离等。这些传统的乙醇脱水方式普遍存在过程复杂、能耗较高及污染严重等问题。渗透汽化/蒸汽渗透膜分离工艺具有一次分离度高、操作简单、无污染和能耗低的特点,是解决生物乙醇提纯的关键技术。分子筛膜作为一种新型的无机分离膜材料,可以在苛刻条件(较高温度和有机溶剂)下使用,且具有高通量、高稳定性等优点,有着极强的竞争力和巨大的市场需求。
      分子筛(沸石)是一系列以硅氧四面体、铝氧四面体为基本结构单元、具有规整孔道的微孔晶体材料。分子筛作为无机膜材料具有以下优点:1)具有规整的孔道,可以通过分子筛分或择型扩散得到分离。2)不同的硅铝比的分子筛具有不同的亲疏水性,因而可以根据选择性吸附实现不同极性的分子的分离。3)分子筛孔道和孔外表面的可修饰性导致分子筛孔径和吸附性能的可调变性,从而可以实现分离的精确控制。4)分子筛具有良好的化学稳定性和热稳定性。分子筛膜在渗透汽化/蒸汽渗透领域已经实现了工业化应用,该项技术极大地降低了可再生生物燃料(比如燃料乙醇)的生产能耗和成本。
      在林励吾参与下,杨维慎研究团队在上世纪90年代初开展分子筛膜研究工作,经过十几年的潜心研究,经历了从实验室到工厂的发展过程。在实验室基础研究方面,原创性工作是将高效的微波合成技术应用于高性能分子筛膜的快速制备。该组首次在Adv. Mater.上发表的微波合成分子筛膜的文章至今已被引用超过80次,组长杨维慎曾多次在国际无机膜大会(如ICIM9,挪威;ICIM10,日本)做关于微波合成分子筛膜的特邀报告。最近,又受邀在J. Membr. Sci.上发表微波合成分子筛膜的综述。在应用研究方面,拥有载体制备的技术、分子筛膜合成的方法以及设备的相关专利、渗透汽化/蒸汽渗透恒温膜组件的相关专利、以及分子筛膜分离工艺的相关专利等系列的自主知识产权,完善的膜分离性能数据库,并完成了300吨/年分子筛膜燃料乙醇蒸汽渗透脱水的中试试验。
      为了集成世界优秀的技术资源,实现创新科技成果的全球产业化,他们尝试了将分子筛膜脱水专利技术进行国际许可的实践。2007年10月,大连化物所与英国BP公司和新加坡Hyflux公司在新加坡举行了签字仪式。大连化物所作为核心专利技术的许可方,Hyflux公司作为主要生产方进行分子筛膜和膜组件的制造,BP作为主要用户并通过它的国际市场和资金运作能力共同开展工业化示范项目,实现了该技术的国际产业化和市场化发展。通过该项技术的国际合作,大连化物所还将在该技术的后续研发方面进一步获得更多的国际资助,推动我国具有自主知识产权的专利技术的进一步提升与发展。

      (7)献身科学,为攀登高峰不懈努力
      林励吾取得的一项项成果,是他带领全组人员经过同心协力、千辛万苦才获得的。如,为了从大庆重油溜分中制出合格的航空煤油,林励吾与同事们在大庆最冷的时候度过了一个冬天,在抚顺简陋的工棚里一呆就是半年,冰天雪地中和同事们一道试车,搜集数据,上世纪 50年代到 60年代,在大连与抚顺之间,林励吾不知道跑了多少个来回。工作中,为了抢时间赶任务,日以继夜、废寝忘食成了“小意思”;为了连续几十小时观察和收集数据,吃在实验室、住在实验室成了“家常便饭”。难忘的1964年春节前,为研制出性能优异的催化剂林励吾带领着全组进行连续两个多月的寿命实验,春节在实验室中度过。他们日夜倒班,在自制的土设备中完成了2000小时的寿命实验。
      时光流逝,物换星移,数十年风风雨雨,林励吾总是以忘我的勤奋和坚韧不拔的精神投入工作。由于常年辛苦劳累,使他积劳成疾,1987年,他被确认为患膀胱肿瘤,大家都劝他停止工作尽快休息治疗,但他却以惊人的毅力和坚强的意志,边治疗边工作,不耽误学生的培养不影响科研工作的进度,几年后竟奇迹般地战胜了“病魔”。
      是什么让林励吾对科研事业如此执着?他用一句话回答:“祖国的需要,就是我永远不竭的工作动力。”

      (8)甘为人梯 “让年轻人从我们肩上踏向世界高峰”
      林励吾院士多年来在工作中很注意培养年轻力量,为化物所的催化领域培养出一支能够吃苦,善于攻坚的研究队伍。为了把年轻人推上了科研的第一线,1989年,林励吾先生刚过60岁,他毅然地从研究室主任的领导岗位上退了下来,用他的话说就是要甘愿“充作人梯,让更多的年轻人从我们的肩膀上踏上……世界高峰”。作为我国第一代博士生导师,林励吾院士至今他已培养出40多名博士和博士后、十多名硕士研究生。林励吾先生在人前从来不夸耀自己的学生,更不愿拿出哪个学生做自己育人的成功范例。他的许多学生在国外完成深造后,都回到了国内,或走上了领导岗位,或成为课题组、研究室的负责人,这和林励吾院士的言传身教有着很大的关系。他在严谨治学、求真务实方面对学生的要求非常严格,同时更注意学生在做学问过程中“德”的培养,要求学生在研究工作中不弄虚作假,要做到不温不火,不急不躁,要认认真真地做好试验,踏踏实实地搞研究。林励吾先生带学生的另一原则是因材施教,根据学生的不同情况的特点,因人而异地给一些方向性的指导。他通常要利用半年左右的时间来考察新学生的特点,然后再给学生特出适合的题目,使学生能够扬长避短、学有所成。他培养的学生大多数具有优良的学风和坚实的基础,在所内外工作岗位上很快成为骨干力量。如1990年的博士毕业生沈俭一在南京大学做博士后工作,很快被破格提升为副教授,他在南大老师的指导下开展非晶态催化剂的研究。一年半内在国内外发表了20篇论文,引起国内外学者的注意;博士生张涛一毕业就留在大连化物所工作,先后担任研究组组长、室主任、副所长、所长兼航天催化与新材料研究室的主任,他带领科研人员,先后开展了我国载人航天工程肼分解催化剂和飞机应急系统的肼分解催化剂的研究并取得很大成功,为我国神舟1至7号系列飞船成功发射及歼10飞机腾空起飞做出很大贡献,并获国家特等奖、三项国家发明二等奖及一项中国科学院一等奖。学生杨维慎、丁云杰、田志坚、徐龙伢等博士毕业后,由于科研成绩显著,不久就提升为研究员,并被聘任为研究组组长、主任等,成为我所催化领域的主要骨干和学科带头人。
      中国科学院大连化学物理研究所目前已是我国实施知识创新工程的一支重要力量,林励吾院士五十多年奋斗在这里,虽然从行政岗位上退下来了,但他对化物所的感情总是割舍不下。在学术领域中,林励吾先生通过指导研究生的工作与有关课题组联系,紧跟世界科学发展的潮流。1992-2003年,林励吾先生担任中国科学院大连化学物理研究所学术委员会主任,2003年以后又担任催化剂基础国家重点实验学委会主任;近年来,林励吾院士仍在积极地参加学术活动1994年开始担任“催化学报”主编。1999年起,林励吾担任国际刊物“Catalysis Letters”及“Topics in Catalysis”编委。这两个刊物是催化学科国际性重要刊物,主编为美国著名学者G. A. Somorjai教授和英国皇家学会成员J. M. Thomas教授,编委会由各国催化界有代表性人物组成,所在地为美国U. C. Berkeley大学。林励吾先生累积已在国内外发表论文390多篇,其中在国外学术刊物发表150多篇,国内期刊230多篇。其中SCI收录191篇,总引用次数1217次,他人引用757次。1998年林励吾获得何梁何利科技进步奖。
      林励吾虽年岁已高,但身体很好,仍愿为化物所发展作贡献,现任化物所咨询委员会主任,还在积极地参加力所能及的活动,继续为化物所的发展和学科建设出谋划策。
林励吾先生温文尔雅、谦逊和蔼、诚恳待人,不论与人交往还是共事,他都能做到与大家和谐共处,这已是有口皆碑。如他在担任课题组长、室主任、研究生导师、学委会主任、学报主编和咨询委主任期间,不论与上级、下级还是同事他都能平等待人,既坚持原则、严格要求又能以人为本关心大家,特别注意调动和发挥每个人的积极性把事情办好。

三、林励吾主要论著
1. Lin LW, et al., Research and development of catalytic processes for petroleum and natural gas conversions in the Dalian Institute of Chemical Physics, Catalysis Today, 51(1), 59-72, JUN 1, 1999.
2. 林励吾,张馥良等,石蜡基石油馏分临氢异构化的催化剂性能的考察,燃料化学学报,
  6,193,1965.
3. 林励吾,吴荣安等,络合制备方法对铂锡催化剂性能影响,石油炼制,12,11,1979.
4. 络合法铂锡催化剂的特性及反应性能,石油学报,1,72,1980.
5. Lin LW,  Zhang T et al., Dynamic Process of Carbon Deposition on Pt and Pt-Sn Catalysts for Alkane Dehydrogenation, Applied Catalysis, 67(1): 11-23, DEC 3, 1990.
6. DU HZ,  Lin LW et al, Surface-features and Catalytic Performances of Platinum Alumina and Platinum Rhenium Alumina Catalysts for Normal-Heptane Conversion Prepared by Metal-Carbonyl-Complexes, Applied Catalysis, 78(1): 1-14, OCT 29, 1991.
7. Lin LW, et al., Surface structure and reaction performances of highly dispersed and supported bimetallic catalysts, Science in China Series B-Chemistry, 42(6): 571-580, DEC, 1999.
8. Lou HY, Lin LW, et al., Role of vanadium promoter in Rh-V/SiO2 catalysts for the synthesis of C-2-oxygenates from syngas, Journal of Catalysis 145(1):232-234, JAN, 1994.
9. CHEN LY, Lin LW et al, Structure characterization of platinum/alumina, rhenium/alumina, and platinum-rhenium/alumina catalysts, Journal of Catalysis, 145(1): 132-140, JAN, 1994.
10.Chen LY, Lin LW, et al., Dehydro-oligomerization of methane to ethylene and aromatics over molybdenum/HZSM catalyst, Journal of Catalysis, 157(1): 31-319, AUG 28, 1995.
11. Chen LY , Lin LW, et al., Fourier transfor-infrared investigation of adsorption of methane and carbon monoxide on HZSM-5 and Mo/HZSM-5 zeolites at low temperature., Journal of Catalysis 161(1): 107-114, JUN, 1996.
12 .Lin LW, et al., Direct conversion of methane under nonoxidative conditons, Journal of Catalysis, 216(1-2): 386-395, MAY, 15 2003.
13. Lin LW, Kou Y et al., An amorphous approach to the structure of a Pt-Fe/gamma-Al2O3 catalyst characterized by XAFS, Physical Chemistry Chemical Physics, 3(9): 1789-1794, 2001.
14. LU Y, A high coking-resistance catalyst for methane aromatization, Chemical Communications (20): 2048-2049, 2001.
15. XU XC, Yang WS, Lin LW et al., Synthesis of a high-permeance NaA zeolite membrane by microwave heating, Advanced Materials, 12(3): 195+ FEB 3 2000.
16. XU XC, Yang WS Lin LW, et al, Synthesis of NaA zeolite membrane on a ceramic hollow fiber, Journal of Membrane Science, 229(1-2): 81-85, FEB 1 2004.
17. Wang T, Ding YJ, Lin LW et al., Influence of lanthanum on the performance of Zr-Co/activated carbon. J. of Nature Gas Chemistry, 17, 2, 153-158, 2008.
18. XU YP, Tian ZJ et al., Microvoave-enhenced ionothermal synthesis of Aluminophosphate molecular seives, Angauvte Chemie Int. Ed.
19. Wang WL, Tian ZJ,Lin LW et al., Structure directing role of amine in the I-synthis, JACS 128, 23, 7432, 2006.
20. MA HJ, Tian ZJ, Lin LW et al., Efect of water on the ionothermal symthesis of moleculer sives, JACS, 130, 20, 8120, 2008.

主要参考文献:
1 物理化学家林励吾 ,2007.12《院士与创新》中国石油大学出版社 ;
2 林励吾  走自己的路 不踏别人的脚印,1998.5《院士思维》安徽教育出版社。

撰稿人
王承玉(1943~)辽宁大连人,研究员,1978年考入林励吾的硕士研究生,1981年毕业留在化物所工作。从事过铂锡系列催化剂研究,曾担任大连化物所副所长、党委副书记,现已退休。

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