中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

　　本報(bào)記者 王慶 通訊員 蘭娜

　　“變壓吸附空氣分離制氧技術(shù)裝備，其主要特點(diǎn)是能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單可靠、建設(shè)周期短、開停機(jī)快、自動(dòng)化程度高、可實(shí)現(xiàn)無人化管理。”這是《中國(guó)冶金報(bào)》記者2003年夏天采訪國(guó)內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)工藝的主要發(fā)明者和發(fā)明專利獲得者——北京大學(xué)謝有暢教授時(shí)，他言簡(jiǎn)意賅地介紹該技術(shù)裝備的開場(chǎng)白。據(jù)時(shí)任北京北大先鋒科技有限公司總經(jīng)理張佳平介紹，由該公司研發(fā)成功并采用該技術(shù)負(fù)責(zé)承建的西林鋼鐵集團(tuán) 阿城鋼鐵有限公司 3000m3 /hVPSA 制氧工程項(xiàng)目，已于2003年7月17日正式通過驗(yàn)收并交付使用。記者關(guān)注到——從那以后，變壓吸附空分制氧技術(shù)裝備在作為耗氧大戶的鋼鐵企業(yè)，得到了更多的應(yīng)用。 

　　歲月如歌，初心不變。約20年后的今天，謝有暢教授獲得中國(guó)催化成就獎(jiǎng)的消息，再次引起了記者的關(guān)注—— 

　　2021年10月16日，第二十屆全國(guó)催化會(huì)議在武漢盛大開幕，北京大學(xué)化學(xué)院謝有暢教授榮獲中國(guó)催化成就獎(jiǎng)。催化成就獎(jiǎng)是中國(guó)化學(xué)會(huì)催化委員會(huì)頒發(fā)的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，以中國(guó)催化科學(xué)的先驅(qū)者——張大煜冠名，授予在催化科學(xué)和技 術(shù)研究中取得原始創(chuàng)新性或創(chuàng)造性成果、對(duì)我國(guó)催化科學(xué)的發(fā)展或?qū)Υ呋I(lǐng)域重大應(yīng)用方面做出突出貢獻(xiàn)的催化科學(xué)工作者，在國(guó)內(nèi)外催化界有較大的影響和較高的認(rèn)可。

　　沉浸催化領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)自發(fā)單層分散現(xiàn)象 

　　謝有暢1957年從北大化學(xué)系研究生畢業(yè)后留校任教，長(zhǎng)期致力于物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)和固體表面化學(xué)的教學(xué)，以及催化劑、吸附劑和納米材料等的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)工作。1973年，他與唐有祺教授在北京化工研究院合作研究聚乙烯 高效催化劑及氧氯化催化劑的過程中，發(fā)現(xiàn)活性組分在載體表面存在單層分散現(xiàn)象，且在活性組分達(dá)到單層分散閾值時(shí) 催化活性達(dá)到最大值。1979年7月，相關(guān)論文《聚乙烯高效催 化劑的結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究》在《中國(guó)科學(xué)》上發(fā)表。1990年，他與唐有祺應(yīng)邀在“Advances in Catalysis”發(fā)表自發(fā)單層分散總 結(jié)性論文，單篇被引用800多次，是該年我國(guó)被引用最多的一篇科學(xué)論文。該基礎(chǔ)研究成果獲 1986 年國(guó)家教委科技進(jìn)步 獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，在中國(guó)表面化學(xué)和催化領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。經(jīng)過三十多年的探索與發(fā)展，自發(fā)單層分散現(xiàn)在已成為催化材料制備普遍應(yīng)用的理論，利用自發(fā)單層分散原理形成的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到催化和吸附的多個(gè)領(lǐng)域。 

　　在幾十年的工作中，謝有暢對(duì)如何平衡好科研、教學(xué)和工 業(yè)應(yīng)用研究三個(gè)方面的關(guān)系，總結(jié)出了扎實(shí)可行的經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為：“在教學(xué)中能打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)研究中能快 速抓住問題的本質(zhì)，而且在基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)有重大應(yīng)用機(jī)會(huì) 時(shí)，可進(jìn)一步做出工業(yè)應(yīng)用成果。”對(duì)謝有暢來說，教學(xué)、科研和工業(yè)應(yīng)用三者非但不矛盾，反而是相輔相成、相得益彰的，這也促成了他在科技創(chuàng)新之路上的諸多發(fā)現(xiàn)和成就。

　　研制高效吸附劑，致力于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化夢(mèng)想 

　　自發(fā)單層分散原理除了用于催化劑研究，在材料科學(xué)有關(guān)領(lǐng)域也可應(yīng)用。在該原理發(fā)現(xiàn)后不久，謝有暢便想到將其用于一氧化碳吸附劑研制。 

　　根據(jù)一氧化碳可與一價(jià)銅生成絡(luò)合物這一原理，謝有暢推測(cè)，如果將一價(jià)銅的化合物單層分散到有大比表面的載體上，就有可能制得對(duì)一氧化碳有高吸附量和高選擇性的吸附 劑。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，謝有暢團(tuán)隊(duì)用 CuCl分散在分子篩內(nèi)表 面，制得了一氧化碳高效吸附劑，其性能居國(guó)際領(lǐng)先水平，曾獲中國(guó)、美國(guó)和加拿大專利。采用該吸附劑的吸附分離一氧 化碳技術(shù)于2005年獲得教育部科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，入選2005年度高等學(xué)校十大科技進(jìn)展，2006年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明 獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

　　一氧化碳高效吸附劑的開發(fā)成功，曾經(jīng)吸引了國(guó)外公司的目光，但與國(guó)外公司的合作并不順利。由于供貨條件談判 拖延了近 10 個(gè)月，外方研制出了自己的吸附劑，中斷了與謝有暢團(tuán)隊(duì)的合作，謝有暢科研組為此背上了上百萬元債務(wù)。巨額的債務(wù)，并沒有止住謝有暢推動(dòng)吸附劑產(chǎn)業(yè)化的腳步，而是集中力量將一氧化碳吸附劑推向國(guó)內(nèi)應(yīng)用，以設(shè)計(jì)建造成套一氧化碳分離設(shè)備的思路切入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。 

　　1999年底，北大資源集團(tuán)和北京大學(xué)科技開發(fā)部合作成立北京北大先鋒科技有限公司，給謝有暢團(tuán)隊(duì)投資1000萬元，進(jìn)行吸附劑及成套分離設(shè)備的研制和工業(yè)開發(fā)。謝有暢團(tuán) 隊(duì)開始建設(shè)吸附劑生產(chǎn)廠，通過不斷摸索，他們確定了合理 的生產(chǎn)流程和設(shè)備選型，發(fā)明了高效離子交換工藝，設(shè)計(jì)出有特色的焙燒爐，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，吸附劑質(zhì)量達(dá)國(guó)際先 進(jìn)水平。

　　與此同時(shí)，謝有暢還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出高效空氣分離制氧吸附劑，開發(fā)成功高效變壓吸附制氧技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)外建設(shè)了將近300套大中型制氧裝置，其中單一用戶的制氧設(shè)備最大規(guī)模已達(dá)到87500m3/h，這也是我國(guó)正在運(yùn)行的最大規(guī)模 變壓吸附制氧裝置群。據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)北大先鋒推廣應(yīng)用，2021年訂單金額已超過13億元。這一成果在我國(guó)乃至世界范圍的變壓吸附制氧領(lǐng)域也屬前所未有，為鋼 鐵、有色等富氧熔煉和助燃提供了經(jīng)濟(jì)可靠的氧氣來源，創(chuàng)造間接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)百億元。

　　中國(guó)化學(xué)會(huì)催化委員會(huì)主任、中國(guó)科學(xué)院院士李燦在談及謝有暢教授的科研成果時(shí)，給予了極高贊譽(yù)：“變壓吸附分離一氧化碳技術(shù)、空分制氧技術(shù)是北大化學(xué)院科研成果產(chǎn)業(yè) 化應(yīng)用最成功的項(xiàng)目之一，也是二十世紀(jì)八九十年代中國(guó)催化界從基礎(chǔ)研究走向規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用不多見的例子之一，這是一個(gè)把論文寫在大地上的典型例子。” 

　　如今已近九十高齡的謝有暢教授仍然精神矍鑠，多次應(yīng) 邀參加各種交流活動(dòng)，激勵(lì)青年學(xué)子潛心學(xué)術(shù)，勇于創(chuàng)新，為我國(guó)的科技發(fā)展積極貢獻(xiàn)力量。