从艺术到科学：人类的衣食住行健康及生存都离不开它

2017 年 11 月 22 日 科学出版社 辛勤等

自1835 年瑞典化学家J. J. Berzélius 等发现催化现象（catalysis）以来，人们对该领域的探索不断深入。经过近两个世纪的发展，催化科学与技术对整个人类社会发展起到了无与伦比的推动作用。合成氨及化肥的生产技术满足了人类因人口增长对粮食的需求；齐格勒-纳塔催化剂及三大合成满足了人类日益提高的对日常生活的新需求；石油炼制催化技术解决了人类快速便捷出行的问题；汽车尾气三效催化剂的应用解决了经济快速发展下人类生存环境的问题；不对称催化合成医药的技术为人类健康生活提供了保障……

这些工作在解决人类基本生存需求的同时，极大地提高了人们的生活质量，成为催化科学与技术对人类社会贡献的里程碑。

化学工业占人类社会GDP 的15%～20%，而化学工业80%产值都是由催化剂和催化过程产生。近百年来中国的催化工业从无到有、从小到大，尤其是改革开放至今中国已发展成为催化大国。之所以有如此辉煌的业绩，同当今一代和前几代人的奋发努力分不开，作为后人有必要了解这段历史和有选择地传承，为成为催化强国而不懈努力。《催化史料》收集、撰写了1932～1982 年（吴学周主编，张大煜、蔡启瑞、闵恩泽等撰写）、1982～2012 年（辛勤、林励吾撰写）逾八十年的中国催化发展史，为便于比较，书中还整理了这一历史时期的世界催化发展史，以及法国、日本、俄罗斯（含苏联）等国的催化发展史等。至此，催化界同仁可以在催化从艺术走向科学的过程中，进行纵向的和横向的分析比较，品味其奥妙，从中找到自己需要的东西！”

中国催化三十年（1982-2012）

中华人民共和国成立以来，以张大煜、蔡镏生、蔡启瑞、余祖熙、闵恩泽等老一辈科学家为代表的中国科学院（简称中科院）、高校和产业部门的研究院构成了催化研究队伍的三个方面军，但其在“文化大革命”期间遭到严重破坏：研究设备残缺陈旧，研究队伍断层，经费短缺。

自20世纪80年代以来，经过中科院、国家教育委员会（简称教委，起止时间为1985年到1998年，是现在教育部的前身）和国家科学技术委员会（简称科委，1998年改名为科学技术部）精心策划，先后筹建了以郭燮贤、辛勤、徐奕德、熊国兴等为学术带头人的催化基础国家重点实验室和以林励吾、李文钊、王弘立、郑禄彬等为代表的中国科学院大连化学物理研究所（简称大连化物所）团队；以蔡启瑞、万惠霖、张鸿斌等为学术带头人的固体表面物理化学国家重点实验室和厦门大学团队；以彭少逸、钟炳、陈诵英等为学术带头人的煤转化国家重点实验室和中科院山西煤炭化学研究所团队；以李树本、殷元骐、王弘立、陈英武、沈师孔、寇元等为学术带头人的羰基合成和选择氧化国家重点实验室和中科院兰州化学物理研究所团队；以吴越、谢小凡、张曼征等为学术带头人的中科院长春应用化学研究所团队；以邓景发、高滋、郑绳安、李全芝等为学术带头人的复旦大学团队；以庞礼、李宣文、谢有畅、林炳雄等为学术带头人的北京大学团队；以陈懿、须沁华、颜琪洁等为学术带头人的南京大学团队；以蔡镏生、郑作光、丁莹茹、甄开吉、吴通好等为学术带头人的吉林大学团队；以金松寿、郑小明、沈之荃等为学术带头人的浙江大学团队；以朱启明等为学术带头人的清华大学团队；以张鎏、赵九生、秦永宁、钟顺和等为学术带头人的天津大学团队；以李赫咺、项寿鹤、陶克毅等为学术带头人的南开大学团队；以王祥生、蔡天锡、何仁、金子林等为学术带头人的大连理工大学团队；以刘化章等为学术带头人的浙江工业大学团队；以黄钟涛、曾绍愧等为学术带头人的华南理工和中山大学团队；以汪仁、李承烈等为学术带头人的华东理工大学团队；以魏可镁、付贤智等为学术带头人的福州大学团队；以闵恩泽、李大东、何鸣元、汪燮卿、舒兴田等为学术带头人的石油化工科学研究院团队；以张式、关兴亚、陈庆龄等为学术带头人的上海石油化工研究院团队；以胡永康、韩崇仁等为学术带头人的中石化抚顺石油化工研究院团队；以毛炳权、刘新香、杨元一等为学术带头人的北京化工研究院团队，从而形成了以上述团队为代表的一批高素质的中国催化研究队伍。

中国石油化工总公司（1998年前名称，现为中国石油化工集团公司，简称中石化）、国家自然科学基金委员会（简称国家基金委）的建立进一步促进了中国催化科学技术的发展。研究生制度的恢复促进了催化人才队伍的培养，造就了一批催化界的精英。在这样一批学术带头人的精心策划和努力下，全方位地开展国际合作，大批人员被选送出国学习、工作，吸收先进国家的科学技术。他们之中相当多的人成长为遍布世界各发达国家的精英。

为使中国催化界走向国际催化学术舞台，中国催化界学者积极参加和主办国际学术会议，先后主办了“中日美催化会议”（后来发展成“泛太平洋国际催化会议”）、“国际溢流学术会议”、“催化和膜科学大会”等，推动、签订了诸多同日本、欧洲、美国等的双边和多边等国际科技合作项目。

鉴于石油资源的日趋匮乏，李文钊等组织了“天然气转化利用”国家“八五”计划项目。为了争取研究经费、凝练学术命题和聚集人才，郭燮贤、蔡启瑞、彭少逸、闵恩泽、陈懿等策划了“煤、石油、天然气资源优化利用的科学基础”“八五”国家自然科学基金重大项目。该项目得到国家攀登计划和国家自然科学基金的资助，它是国家当时对催化领域的最大支持项目，其命题也是中国在相当一段历史时期的永恒主题。

后来的“九五重大”、“重大基金”、“973”、“863”等项目给催化科学技术的发展以极大的支持，在这期间创刊（复刊）了《催化学报》、《分子催化》、《燃料化学学报》、《天然气化学》、《石油学报》、《石油炼制》、《工业催化》、《石油化工》等主流催化杂志；恢复成立了催化委员会及常设秘书处；设立了中国催化终身成就奖和青年奖，2010年又增设了面向35岁以下青年科学家的“中国催化优秀青年奖”；确立了每两年举办一次的全国催化会议，现已举办了14届，参会人数从百余人发展至今1500余人，促进了学术和技术交流。目前，我国同国际上主要催化大国、强国建立了实质性的合作关系；几乎所有国际催化主流杂志都有中国催化学者任编委和国际顾问；亚太催化委员会的秘书处常设在中国；蔡启瑞、郭燮贤、陈懿、何鸣元和李灿代表中国催化学会先后任国际催化理事会理事；2004年李灿当选国际催化理事会副主席，2008年升任主席，这是中国催化学者第一次当选国际催化理事会主席，表明中国催化受到国际催化界的重视。上述种种举措和老一代催化界精英们追求卓越的奋发努力和献身精神为造就现今中国催化界的辉煌奠定了基础。

三十年来工业化重大成果

炼油催化技术

我国炼油工业催化剂研发始于20世纪60年代；进入80年代，炼油逐步走出“引进仿制”阶段，使我国炼油工业得到新的、更快的发展，炼油能力、产品品种、产品质量均得到很大的提高。这个时期是我国炼油催化技术从仿制为主到自主创新的转变时期。此时，我们必须提到石化领域侯祥麟的贡献，他长期负责石油工业的科研组织领导工作，主持研究解决了影响国产航空煤油自给的关键问题，并与当时大连化物所研制成功的重油加氢裂化生产低冰点航空煤油工艺一起解决了国家急需的喷气燃料的生产和应用问题；组织国内相关单位共同研究开发成功被誉为“五朵金花”的催化裂化、铂重整等炼油系列新技术；还主持研制开发成功数十种特殊润滑材料，及时满足了我国国防工业的需要；积极建议和推动“用好１亿吨油”，为发展我国的石油加工和石油化学工业做出了突出贡献。

20世纪90年代，单项技术开发转向成套技术开发，不仅能大部分满足国内需要，而且自主开发的炼油技术走向国际市场。一批技术和催化剂陆续进入东南亚、中东和欧美市场，并实现了炼油厂成套技术出口，显示了我国石化技术在国际上的竞争力。

进入21世纪，我国进口原油猛增而世界原油劣质化趋势明显，硫含量和金属含量越来越高，加工难度越来越大；重油深度加工与高效转化生产轻质油品、产品的清洁化和生产过程的清洁化；炼油与化工一体化以及形成替代燃料的生产是炼油工业的发展趋势，我国炼油能力跃居世界第二位，突破5亿吨。目前，中国炼油技术已经形成完整的体系，能采用自主技术建设现代化的千万吨级炼油厂，炼油过程的主要技术，如催化裂化系列技术、加氢系列技术、连续重整技术及与工艺过程配套的催化剂已经达到世界先进水平。此间，新过程、新催化剂和新工艺应运而生。

石油化工和精细化工

石油化工、精细化工同人类生活中的衣、食、住、行、健康、安全等密切相关，三十年来的发展着重在于：解决重有机原料乙烯、丙烯、甲醇、苯、乙苯和对二甲苯对进口的依存度；填补关键产品和中间体的空白；提高催化过程的效率并降低污染使其绿色化。

合成氨催化剂

作为基本化学工业，我国化肥工业始于20世纪30年代。1980年全国化肥总产量（折纯养分）为1231.9万吨；2010年已达6619.8万吨，30年增长4.37倍。无论化肥总量抑或氮肥产量均列世界第一。化肥工业中使用催化剂主要是用于氮肥的基本原料合成氨工艺过程。根据制氨原料采用煤、石脑油、重油、渣油和天然气的不同，使用不同品种的催化剂；它包括有机硫加氢转化、无机硫吸收、天然气或石脑油一段与二段转化、高温与低温变换、甲烷化及氨合成等8种催化剂。

环境净化催化

催化科学和技术的发展在给我们带来极大的物质生活利益的同时，也使得人类活动对自然界和环境造成巨大影响，因此环境催化应运而生。环境催化的使命——用催化的手段解决人类面临的化学污染问题，成为催化科学和技术发展所面临的新挑战。

煤基合成气化学

煤基合成气化学是指以煤和合成气为原材料的化学工业，通过对煤进行深加工，不断延长其产业链，通过催化剂的开发，可以开发出数百种乃至上千种化工产品和燃料油，具有产业链长、增值空间大、关联程度高、规模效益显著的特点，发展前景广阔，三十年来取得了重要进展。

本文摘编自辛勤，徐杰主编《催化史料》（催化与材料化学研究生教学丛书）文前及第一章，内容有删减。

《催化史料》

（催化与材料化学研究生教学丛书）

辛勤，徐杰主编

责任编辑：李明楠李丽娇

北京：科学出版社 2017.09

ISBN 978-7-03-054477-3

近百年来中国的催化工业从无到有、从小到大，尤其是近几十年中国已发展成为催化大国，但要成为催化强国还有很长的路要走。《催化史料》收集了逾八十年的中国催化发展史，为便于比较，还翻译了同一历史时期世界催化发展简史资料及法国、日本、俄罗斯（含苏联）等的催化发展历史。至此，催化界同仁在催化从艺术走向科学的过程中，可以进行纵向和横向的分析比较，品味其奥妙，从中找到自己需要的东西。这可以加深催化界青年学子对催化科学及其变化、延伸的深刻理解，掌握催化科学技术发展的脉络，为实现催化强国梦助力！

（本期编辑：安静）