何鳴元：一位化學大師的責任與擔當

魏曉文

在上海華東師范大學美麗的校園里，與中國科學院院士何鳴元的幾次會面，綠色發(fā)展都是逃不開的話題。

他是我國知名的石油化工催化材料專家，但是在他眼里，面對人類社會的需求和發(fā)展，化學化工的責任和擔當是要在環(huán)境友好的前提下給人類提供燃料和化學品。因此，在我國實施“碳達峰”“碳中和”行動中，尋找并利用化學的新技術、新方法，減少或替代對人類社會有害的原料、催化劑、溶劑和產品，成了這位已經年過八旬的科學家的堅守與奮斗。

一

喜歡化學科學的何鳴元，從青年時代就在坎坷與磨煉中成長。

1940年出生在蘇州的何鳴元，高中畢業(yè)報考清華大學，雖然成績優(yōu)異卻因家庭海外關系，與自己的目標擦肩而過，進入了華東紡織工業(yè)學院。

1961年進入剛剛創(chuàng)建5年的石油科學研究院（中國石化石油化工科學研究院前身，以下簡稱“石科院”）工作，正想一展抱負，卻遇到了“五七”干校勞動和“文化大革命”運動，被下放“改造”、被批判。但即使在如此艱苦的條件下，他依舊完成了汽油的族組成、芳烴含量分析等色譜分析方法，繼而又將色譜分析和催化反應過程結合起來，進入到更為重要的催化科研領域，開啟了一生為之殫精竭慮的研究事業(yè)。

機會總是留給有準備的人。1980年國家公開選拔公派留學生，何鳴元經過教育部組織的公開考試，以訪問學者的身份前往美國西北大學進行研究學習。兩年后，他轉到得克薩斯大學，繼續(xù)以訪問學者的身份進行催化化學相關研究。在這里，他一年竟然完成了5篇論文，并都在美國《催化雜志》等重要雜志上發(fā)表。

幾年的深造，何鳴元進入了催化化學的前沿陣地，對相關領域的有關課題已經能夠應付自如、游刃有余。

1984年的冬天，何鳴元歸國，繼續(xù)回到已經從石油工業(yè)部劃轉到中國石油化工總公司的石科院，擔任基礎研究部主任。此時的石科院大咖云集，匯聚了中國科學院院士閔恩澤、陸婉珍等一大批業(yè)內頂尖的專家學者。

于是，在一眾大師的帶領下，一位化學專家，帶領著一群博士、碩士研究生，開始了一次中國革命式的催化劑開發(fā)的長征，成長為又一位大師。

二

19世紀90年代，美國人MCAfee提出用催化劑來加工石油的方法，這一靈感決定了以后全世界的煉油技術的方向。

在化工領域，高溫高壓下的石油油氣組分通過催化劑的表面孔道，轉化成不同餾分或不同產品，這個過程全是分子結構變化的過程，大分子變成小分子，分子之間不斷反應和轉化，同時通過催化劑的作用，促進化學分子轉化的速度，并有選擇性地轉化成目標產品。不同孔道結構的分子篩，是制造催化劑的重要材料。

20世紀末期，化學工業(yè)、精細化學品制造、分離吸附等方面的技術高速發(fā)展，何鳴元的工作就是圍繞分子篩展開深入的研究。

何鳴元帶領團隊，從研究沉積稀土氧化物的解離和遷移入手，開發(fā)了新的高硅型分子篩及相應的重油裂化催化劑，這種全新的Y型分子篩成為迄今為止工業(yè)中應用最多的分子篩之一。

1993年，一種Y型分子篩催化劑被評為中國石化總公司發(fā)明一等獎，兩年后被評為國家技術發(fā)明二等獎。在其后的時間里，何鳴元又提出異晶導向的獨特的合成方法和新的水熱改性方法，開發(fā)了MFI型結構的ZRP系列分子篩，其活性穩(wěn)定性和選擇性大幅度優(yōu)于國外同類產品，不但出口到國外，而且有力地支持了催化裂解制烯烴等多項我國獨特技術的發(fā)展，催化裂解成套技術出口國外。ZRP系列分子篩在1995年被國家科委評為當年中國十大科技成就之一。也是在同一年，55歲的何鳴元當選為中國科學院院士。

時代總會銘記對社會有貢獻的人。2019年10月，在第二十屆全國分子篩學術大會上，中國化學會向何鳴元頒發(fā)“中國分子篩終身成就獎”，認為其提出了選擇性氫轉移、超籠利用率、單分子及雙分子反應競爭與協(xié)調等概念，為解決我國重油裂化、提高催化裂化汽油辛烷值、新標準汽油升級等技術難題作出了重要貢獻。

三

本刊記者最近一次與何鳴元院士的訪談，緣起于他20年前擔任石科院總工程師時負責攻關的一項任務——在極短的時間內解決中國油品質量升級的技術問題。

何鳴元回憶說，中國在2000年簽訂了《聯(lián)合國氣候變化框架公約的京都議定書》并正準備加入WTO，積極履行國際環(huán)境保護協(xié)議，參照歐美標準和世界燃油規(guī)范，對燃油質量提出了更高的要求。

成品油質量升級不僅對原料質量要求高，所需工藝更是“卡脖子”技術。禁止了傳統(tǒng)的生產車用含鉛汽油后，油品還必須解決降烯烴和保證辛烷值的矛盾。按照國外的模式生產清潔汽油，投資要數(shù)千億元人民幣。

從20世紀90年代末開始，何鳴元帶領石科院科研人員首先攻克了在降烯烴的同時增加異構烷烴的反應機理，僅僅用三個月時間就研制出相關催化劑；又組織和支持許友好等專家，成功研發(fā)了一套全新的工藝流程——多產異構烷烴催化裂化工藝（英文名稱Maximizing Iso-Paraffins，簡稱為MIP工藝）。

這套全新的工藝不僅走出了一條符合我國國情的汽油質量升級之路，同時也讓中國的油品生產技術第一次真正和世界的綠色化學概念接軌。

何鳴元研究化學，也始終在反思化學。他認為清潔燃料的生產，首當其沖的依然是催化劑和催化過程的開發(fā)研究。

工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新型的物料，這些新物料大大改善了人們的物質生活水平，同時也給人類造成了十分嚴重的污染。催化是化學工業(yè)的基石，但是在催化過程中傳統(tǒng)的化學反應，也會帶來非常嚴重的污染。因此，國際上一些發(fā)達國家高度重視催化技術的發(fā)展與新型催化劑的研制，加速發(fā)展環(huán)境友好型催化過程，推動化學工業(yè)走向綠色化學。

2000年，國家關于基礎研究的重大計劃“973”項目——“石油煉制和基本有機化學品合成的綠色化學”立項，何鳴元被任命為該項目的首席科學家。就在當年，他也離開了工作幾近40年的石科院，擔任華東師范大學化學系教授。他此后的人生，又開啟了一條站在專業(yè)領域最前沿，與世界最新思想偕行的體系創(chuàng)建之路。

四

位于上海市中心的華東師范大學是新中國成立后組建的第一所社會主義師范大學，處于國家“世界一流大學”建設高校A類行列。

2001年，何鳴元在華東師范大學化學系創(chuàng)建了中國首個離子液體化學研究中心，并擔任中心主任。他們的主要研究對象離子液體，是一個世界公認的綠色化學材料，同時他們還從事催化化學、化學工程、精細有機合成和材料科學等領域的研究，開展一系列與綠色化學密切相關的前沿性工作。

在剛剛進入21世紀的中國，這是一個冷門學科，但何鳴元義無反顧地堅持了下來。

2003年，在上海市科委及學校的支持下，以原離子液體化學研究中心為主體，上海市正式批準成立了綠色化學與化工過程綠色化上海市重點實驗室，何鳴元帶隊集中力量開展綠色化學基礎研究和應用開發(fā)。實驗室開發(fā)綠色化學反應和合成路線，研制新的高效綠色催化劑及其他綠色功能材料，為從源頭上消除污染提供理論和實驗基礎。同時在上述研究基礎上，他們針對化工過程中的環(huán)境與資源問題，與上海市高橋石化、上海石化等單位緊密合作，開發(fā)綠色化工工藝和技術，實現(xiàn)化工過程綠色化，真正從源頭上消除污染。

也許技術突破的靈感可以來自于一瞬，但技術發(fā)展的路往往是漫長艱辛的。

10年堅持不懈的研究，50年研發(fā)經驗的積累，2010年，在第15屆全國催化學術會議上，何鳴元以大會報告形式提出了自己和孫予罕、韓布興兩位教授共同研創(chuàng)的綠色碳科學概念，在業(yè)界引起震動。

70歲的何鳴元，在世界上開創(chuàng)了一項獨一無二的新體系理論。他指出碳是生命、社會和工業(yè)的關鍵元素，碳能源對人類社會可預見的未來極為重要，對我國的能源戰(zhàn)略也尤為重要。

“綠色催化是發(fā)展的方向，它是走向生態(tài)文明新時代，建設美麗中國的新路徑；更是實現(xiàn)中華民族偉大復興中國夢的重要內容”，何鳴元說。

五

此后的10多年間，何鳴元的研究就聚焦于優(yōu)化含碳化合物的轉化以及與其相關的整個碳循環(huán)過程，包括碳資源加工、碳能利用、二氧化碳固定和碳循環(huán)，及其間碳化學鍵的演變等，來實現(xiàn)碳資源的高效利用和二氧化碳凈排放的最小化。

年過古稀的老人，在國內積極倡導率先創(chuàng)建了由48位兩院院士以及多位高層次特聘教授匯集的綠色催化專家智庫，組成了國內綠色催化領域最強大的科學家團隊。

這支頂級科學家團隊，入青海，進甘肅，開展綠色催化、清潔能源、新材料、煤化工、環(huán)境保護、稀土利用、鹽湖化工等領域的研究，“我們圍繞‘創(chuàng)新、開放、綠色、協(xié)調、共享的五大發(fā)展理念，重點要讓西部的資源優(yōu)勢轉變?yōu)榫G色可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢?！焙硒Q元說。

由何鳴元帶隊的“院士青海行”活動和在甘肅天水舉行的“麥積山論壇”相繼展開，為青海和甘肅的產業(yè)勾畫了綠色發(fā)展新藍圖；“院士陜西行”活動則聚焦陜西的石油化工、煤化工及新材料產業(yè)的創(chuàng)新轉型和綠色利用，為西部的發(fā)展起到積極的推動作用。

2019年，近80歲的何鳴元推動智庫啟動了《綠色催化專家智庫藍皮書》咨詢工作，目標是評述綠色過程和制造領域的重點產業(yè)技術發(fā)展方向，促進學術界和產業(yè)界創(chuàng)新發(fā)展，為西部地區(qū)產業(yè)綠色升級拓展思路。2022年，藍皮書的第一本《西部綠色產業(yè)發(fā)展評述》由蘭州大學出版社正式出版發(fā)行，書中不僅有對西部地區(qū)綠色生態(tài)產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的綜述和分析，還有構建西部地區(qū)綠色發(fā)展體系的規(guī)劃和建議。

“下一步我們將以自己的科技優(yōu)勢，集中力量為西部綠色及可持續(xù)發(fā)展破難題，用智慧和力量使西部有綠水青山，更有金山銀山 ?！?3歲的何鳴元話語依舊鏗鏘有力。