大连日报20220518（07版）.pdf

深读·人物 2022 年 5 月 18 日 星期三 报眉书画： 张胜九 尚宝刚 07 编辑：谷鹂 视觉编辑：吕明 校检：朱忠海 组版： 王连星 人物 大 报 不慕虚名 不追热点 敢从极冷处入手 [人物名片] 李灿，男， 1960 年 1 月生 于甘肃省。理 学 博 士 、研 究 员 、博 士 生 导 师。2003 年当 选中国科学院 院士，2005 年当选第三世界科学院院士， 2008 年当选欧洲人文和自然科学院外籍院 士、英国皇家化学学会会士。任中国科学 院大连化学物理研究所洁净能源国家实验 室（筹）主任、中法催化联合实验室中方主 任、英国石油公司与中国科学院大连化学 物理研究所能源创新实验室主任，兼任中 国科学技术大学材料与化学学院院长。 年的学术生涯与主要学术成就 40 国际催化领域重要期刊刊发介绍李灿院士的专论文章 综述其近 本报讯（范峰滔 大连新闻传媒集团记 者谢小芳）近日，国际催化领域的重要期刊 ACS Catalysis 以“Can Li: A Career in Catalysis”为题，发表了介绍中国科学 院大连化学物理研究所（以下简称“大连化 物所” ）研究员、中国科学院院士李灿的专 论（Account）文章。该文章以时间轴为主 线，从研究生、博士后到独立从事科研工 作，以学术和工作经历穿插叙述相结合的 方式，系统综述了李灿过去近 40 年的学术 生涯与主要学术成就，并回顾了李灿的每 一位导师，以及部分朋友、研究助手和学生 在其科研生涯中所作出的贡献，展示了李 灿重要、原创性概念和其发现的演化脉络。 近十年，ACS Catalysis 期刊遴选国 际催化领域著名科学家以专论（Account） 方式予以介绍，迄今共发表 17 篇“Career in Catalysis”的专论文章，包括国际催化 领域著名学者英国卡迪夫大学 Graham J. Hutchings、加利福尼亚大学戴维斯分校 Bruce Gates、加 州 大 学 伯 克 利 分 校 Alexis T. Bell 等，李灿是首位被邀登上该 栏目的华人科学家。 李灿的催化研究跨度很宽，尤其在催 化剂和催化反应的光谱表征研究方面贡献 卓著，贯穿其学术生涯。1998 年，李灿成功 研制第一台用于催化和材料研究的紫外 （共振）拉曼光谱仪，在国际上最早利用紫 外拉曼光谱解决分子筛骨架杂原子配位结 构和合成机理等问题；发展了纳米笼中的 手性催化合成并同时成功研制用于手性分 子结构表征的短波长手性拉曼光谱仪，长 期探索 DNA 催化等基础科学问题；基于多 年基础研究成果，2006 年成功研发汽油和 柴油超深度脱硫技术，两项技术均实现工 业化，为我国大气雾霾治理作出贡献，在燃 料油超深度脱硫的研究中发展了乳液催 化，并拓展到水油两项的有机催化合成。 2001 年起， 李灿逐步转向可再生能源转 化利用的研究， 致力于太阳能光（电）催化分 解水、二氧化碳还原等人工光合成研究和新 型太阳电池探索研究等太阳能转化和利用 科学研究，在基础科学研究方面，先后提出 了异相结、晶面间光生电荷分离等原创性新 概念， 受自然光合作用中光反应和暗反应机 制的启发， 提出可规模化太阳能分解水制氢 的 “氢农场” 策略， 光催化和光电催化分解水 体系的太阳能制氢效率保持最高纪录； 自主 研发了具有原创性的时间—空间分辨的光 生电荷原位动态表征方法等。在太阳能分 解水制氢研究的基础上， 李灿提出将光反应 和暗反应分两步进行的策略实现太阳燃料 （也称 “液态阳光” ）合成， 即利用太阳能等可 再生能源实现分解水制氢（光反应）， 然后解 决二氧化碳加氢制甲醇等燃料（暗反应）的 两步法合成太阳燃料甲醇， 2020 年完成了全 球首套千吨级规模太阳燃料合成示范， 对我 国新能源发展、实现 “双碳” 目标和生态文明 建设具有重要意义。 李灿是著名的物理化学家，为我国和 世界催化科学的发展作出了重要贡献，他 的工作受到催化领域高度认可。2004 年， 李灿成为第一位荣获“国际催化奖”的发展 中国家科学家。2008 年，他当选为国际催 化理事会主席，是半个多世纪以来当选该 学会主席的第一位中国科学家，也是出任 该学会主席的第一位发展中国家的科学 家。2016 年，作为会议主席，李灿成功组织 举办第十六届国际催化大会，这是被誉为 催化领域的“奥林匹克”会议首次在中国举 办，是中国从催化大国向催化强国迈进的 起点。李灿还积极推动中国与其他国家在 催化与科学技术方面的合作，先后建立中 法联合催化实验室、启动中荷战略合作联 盟、中日韩前瞻计划等国际催化合作项目。 李灿为我国催化科学的学科布局、发 展战略规划、人才培养和引进等科技事业 发展作出了重要贡献。他曾任催化基础国 家重点实验室主任，在其任职期间，实验室 持续取得了一批在国内外有重大影响的基 础研究成果和重大产业技术成果，已成为 国际知名的催化研究中心。李灿先后多次 担任中国化学会催化专业委员会主任，为 提携年轻科学家、推动国内学术活动和合 作研究方面作出大量贡献。李灿作为共同 主 编 的 Chinese Journal of Catalysis （《催化学报》）目前已成为国际催化领域具 有重要影响的学术刊物之一。 李灿： “追光人” 始终奔赴在路上 1 〚韩扬眉 大连新闻传媒集团记者谢小芳〛 1996 年 8 月，云淡风轻，碧海蓝天， 夹杂着海蛎子味的海风扑面而来。李灿 与妻子、女儿结束了国外访学工作，回到 了“尘封”3 年的家中。一番简单收拾， 当天下午，李灿就回到大连化物所上班 了，启动紫外拉曼光谱的研制工作。 这一年，国际紫外拉曼光谱应用与 催化方面的相关研究刚刚开始，李灿迫 切地希望尽快在国内开展相关研究，尽 早在国际催化界占一席之地。 从此，李灿很少休过周末、节假日， “似乎有使不完的劲儿，干不完的工作”。 自力更生 成功研制国内第一台 用于催化和材料研究的 紫外（共振）拉曼光谱仪 拉曼光谱是表征催化剂和催化反应的 最有力的工具之一，但多年来并未在催化 研究中得到广泛应用，主要困难是荧光干 扰和灵敏度低。 回国前的 3 年，李灿在美国西北大学催 化与表面研究中心工作，他与国际表面催 化领域顶尖专家、中心教授 Peter Stair（彼 得·斯泰尔）合作，在实验上证明了紫外拉 曼光谱可以避开荧光干扰，这也是第一次 利用紫外拉曼光谱仪成功获得实用催化剂 的拉曼光谱。这一成果在美国催化界备受 关注。 回国后，李灿首先需要解决的问题是 紫外拉曼光谱技术。研制过程历经波折， 由于当时连续波紫外激光器在国际上刚问 世不久，获得稳定激光光源很困难。此外， 李灿带回来的分光系统在紫外区未镀膜， 光栅也不能在紫外区工作，更严重的是，加 工内反射椭圆收集光镜等关键部件时遇到 困难。 李灿带着团队一面自力更生，一面到 处联系可加工部件的工厂，解决一个个技 术难题。 经过两年的努力，终于在 1998 年底，成 功研制出了国内第一台用于催化和材料研 究的紫外拉曼光谱仪。兴奋之余，李灿马 上投入了新表征技术的催化研究：催化剂 表面积碳、分子筛合成、杂原子分子筛结构 表征等等。 团队利用紫外拉曼光谱仪，在国际上 第一次成功鉴定杂原子分子筛中骨架过渡 金属杂原子结构，杂原子分子筛催化剂的 活性中心结构是当时绿色氧化催化的关键 科学问题。时至今日，国际上过渡金属杂 原子分子筛的研究，多采用紫外共振拉曼 技术表征其活性中心。 紫外拉曼光谱，成为国际催化界一种 标志性研究进展。与此同时，立足工业需 求与前沿难点，李灿还布局了多相手性催 化合成和燃料油超深度脱硫研究，不仅在 基础研究上取得国际最好的结果，更推进 了催化工业化进程。 此后，李灿不断被邀请写综述、出席 国 际 会 议 作 报 告 等 。 2004 年 ，李 灿 成 为 发展中国家首位荣获“国际催化奖”的科 学 家 。 2008 年 ，他 当 选 为 国 际 催 化 理 事 会主席。 经过几代科学家的努力，在李灿等一 批中国催化科学家的带领下，2016 年，有 “国际催化领域奥运会”之称的第十六届国 际催化大会在北京举行，我国催化科学研 究正式走向国际舞台。 咬定青山 “大胆”转向世界性难题， 让“液态阳光”从梦想照进现实 世纪之交，是李灿科学研究最为活跃的时期之 一。 彼时，一个“命运之问”埋藏在李灿心中：百岁催 化科学，未来该何去何从？ 一直以来，中国等许多发展中国家依赖煤、石 油、天然气等化石资源，过去的催化研究，主要解决 化石资源作为能源和材料的转化问题，然而，化石能 源带来的环境、生态，以及可持续发展问题日益严 重。回归人类生态文明的呼声越来越高。 作为科技工作者，可以做些什么？ “全球气候变化隐隐唤起我作为科技工作者的 良心和责任， “ 不仅要满足自己的科学兴趣，还需关 注当下的环境问题和未来人类生存的生态问题。”李 灿说，发展利用太阳能及以太阳能为源泉的各种可 再生能源是人类修复地球生态平衡的根本出路。 李灿带着思考，访问日本，从北海道开始，一路 南下至九州，与所有主要从事太阳能研究的大学和 研究机构进行了访问交流。 2001 年，李灿做了他科研生涯中一个重大而又 “大胆”的决定：转移传统催化重心，启动太阳能光催 化分解水制氢研究。因为，利用太阳能，催化分解水 制氢，并将二氧化碳加氢转化制成甲醇等太阳燃料 （ “液态阳光” ）是最理想的选择。 之所以“大胆”，是因为这是个世界性难题。由 于其巨大挑战、进展缓慢，至 2000 年时，我国几乎已 无人坚持光解水制氢研究。 “世界性难题本身就有意义，失败了也值得。”如 勇士般，李灿坚毅地攀登着科学的高峰。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。在李灿多 年的挚友、日本东京工业大学的堂免一成教授的帮 助下，他装配了第一套光催化分解水实验装置，获得 了中石化风险资助第一笔研究资金…… 有了初步条件，找准瓶颈科学问题，李灿带领团 队，埋头攻关“三大战役”：高效捕光材料、光生电荷 分离机制和高效助催化剂，为太阳燃料合成打下理 论基础。围绕太阳能人工光合成先后提出太阳能光 催化制氢的“氢农场”HFP 1.0、HFP 2.0 和 HFP 3.0 策略。 二十载初心不变。李灿从自然光合作用中学 习，提出实现太阳燃料合成的“两步法”，即利用太阳 能等可再生能源实现分解水制氢，然后解决二氧化 碳加氢制甲醇等燃料的两步法合成太阳燃料。与此 同时，开展工业示范，目前，李灿团队已完成了全球 首套千吨级规模太阳燃料合成示范，迈出了将太阳 能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的关键 一步。 李灿团队在太阳能人工光合成研究方向取得了 多项标志性成果，引起国际学术界重视，先后两次参 与和主持编制太阳能研究国际白皮书，并在全世界 发布，推动国际太阳能人工光合成研究。李灿及其 所带领的太阳能研究部受到国家基金委、科技部和 中国科学院的资助。2020 年经专家评审，李灿的团 队获得国家基金委“人工光合成基础科学中心”项 目的支持。如今，实现碳达峰碳中和目标迫在眉 睫，绿氢、绿色甲醇等太阳能燃料被国内外专家认 为是解决二氧化碳减排，甚至达到“双碳”目标的 理想途径。 团队成员惊喜地发现，这是一种必然的“不谋而 合”！其实李灿在 2001 年已经前瞻未来发展， “知道 你要来，我奔赴”。数十年如一日，咬定青山不放松， “只要踏实坚持下去，总能为国家和人类作出自己的 贡献”，李灿如是说。 2 踏实坚定 认准目标，花甲之年仍在征程 “大凡科学研究追热点易，鲜有从极冷处入手！” 李灿感叹。他常用这些经历勉励年轻人，科技工作 者要有社会责任感、关切人民需求，课题立项要有前 瞻性，更重要的是，催化研究应从重大应用背景中抽 提科学课题，切记不要只是从书本上和文献中找课 题，更不应该简单地跟风追热。 李灿走上催化科学之路，是在大连化物所读研 究生时确立的。在导师吕永安的指导下，对催化反 应的“小试牛刀”，让他充满兴趣， “ 这种对科学研究 的兴趣是我以后不断探索科学的内在动力。”李灿 说。 用李灿的学生、大连化物所研究员范峰滔的话 来说： “ 李老师特别善于学习，也时刻在学习新的东 西。” 在大连化物所，学习博士导师郭燮贤的严谨治 学、研精覃思；在日本读博士，学习老师和同学们的 勤奋，不慕虚名，不追热点，认准目标并坚持。为了 获得更多实验机会，李灿从早上 8 时工作到晚上 12 时， “拼命”努力着…… 1993 年，尽管已被破格晋升为研究员，但李灿却 觉得“不够格”，为了尽快达到国际水平，他带着深造 和拓宽视野的期望来到国际著名催化研究中心—— 美国西北大学催化与表面研究中心学习。 在美国西北大学，李灿师从诸多催化界大师，更 是求知似渴，除了具体科学研究，还特别注重学习大 师们的治学经验。参加了中心多位教授的组会，学 习他们科研组织和管理理念与方式，了解最新的研 究动态；参加几乎每一场每周五中午饭时间的学术 报告，沉浸式的科学研究氛围，让他的创新思维充分 激发。3 年里，李灿记了 7 大本学术报告笔记，现在仍 常翻看这些笔记，仍有新鲜感。 “无论自己到了什么样的高度，常怀感恩之心， 铭记师长的指导，提携为自己默默付出的人。”李灿 说。 回到大连化物所，李灿倾注心血，将所学全部用 在研究所科研布局、学科发展和人才培养中。李灿 培养了 160 多名学生、60 多名博士后， “弟子”们也大 多成为催化学界的中流砥柱，成为推动我国催化学 术和工业发展的新生力量。 2003 年，李灿当选为中国科学院院士，他没有停 歇，而是以此为起点，开始了新的征程。近 20 年来， 他一直与年轻科研人员一起拼搏在科学研究的第一 线。现在已经进入花甲之年，李灿仍每天都去实验 室，阅读文献，思考方向，与研究生探讨，共享喜悦或 挫败。 “这是我作为一个科学工作者最大的乐趣。”李 灿热爱这种简单的生活。 1.勇攀科学高峰，李灿的学术成就硕果累累。 2.李灿为我国催化科学的学科布局、发展战略规 划、人才培养和引进等科技事业发展作出了重要贡 献。 3.李灿倾注心血，将所学全部用在研究所科研布 局、学科发展和人才培养中。 本版图片及插图均由中科院大连化物所提供 3