2026-01-28
寒冬,在大连理工大学盘锦校区的实验室里,大连理工大学化工学院教授郭新闻热情地向记者介绍着他开发出的绿色技术,该技术可用钛硅分子筛催化剂,催化丙烯环氧化制环氧丙烷。
近期,中国化工学会第四十一届理事会第五次会议召开,郭新闻当选为中国化工学会会士。
从最初踏入催化领域,到如今深耕分子筛催化与二氧化碳转化数十年,他以“催化”为桥,连接实验室与产业界。
破解催化难题
“我的科研初心,是让我国催化领域摆脱受制于人的困境。”谈及入行契机,郭新闻的思绪回到了数十年前。彼时国家石化产业底子薄,高性能催化剂长期依赖进口,企业只能承受其高价掣肘。刚跟随大连理工大学教授王祥生接触催化领域的他,每次下企业调研,见生产效率因催化剂不足受限,心里就像压了块巨石。
除了焦急,他更憋着一股不服输的韧劲:“要让中国石化产业挺直腰杆。”
催化研究如同在黑暗中摸索,每一次突破的背后都是无数次失败。在国家自然科学基金重点项目“高性能钛硅分子筛催化剂绿色合成”的研发中,模板剂的使用带来大量废液。如何处理这些废液,一度让团队陷入僵局。“TS-1分子筛制备的每一步都离不开模板剂,但废液排放不仅污染环境,还会造成资源浪费。”郭新闻说,若解不开这道题,前期努力皆会白费,技术也无法规模化推广。
团队先尝试母液直接复用,结果不尽如人意:十几组实验后,催化剂活性下滑、稳定性骤降,部分样品效率不足标准值一半。接连的失败令实验室气氛沉闷,有博士研究生心生退意:“是不是这条路走不通?”郭新闻压下焦虑,召集大家复盘数据:“要把失败当作一次错误排除,数据波动都在为我们提示方向。要沉下心找规律。”
他带领团队通宵达旦,逐个排查变量:微调pH值、精准把控反应时间……那段日子,实验室灯火彻夜不熄。可一个月过去,实验仍无起色。有人提议妥协,留下部分废液,他却坚定拒绝:“绿色发展没有妥协余地,换个思路,母液或许有别的用处。”
就在大家一筹莫展时,郭新闻灵光一现:“何不将母液用作改性剂?”他立刻调整方案,聚焦废液改性应用,展开新一轮攻关。团队历经几十次工艺条件优化,终于迎来突破:催化剂活性提升30%以上,母液闭环利用,模板剂排放减少80%。拿到检测报告的那一刻,郭新闻的疲惫尽数消散。这一突破开辟了钛硅分子筛绿色生产的新路径,如今已在产业应用中彰显价值。
服务产业发展
早期与江苏怡达等企业的合作,让郭新闻意识到产学研融合的重要性。实验室里性能优异的催化剂,一进入工业化放大阶段,便屡屡在稳定性、成本控制、工艺匹配上“折戟”。这让校企双方都备受困扰。“那种从满心期待到挫败的滋味,让我至今记忆犹新。”他说,单一环节的研发就像“闭门造车”,实验室的“最优解”未必是工厂的“适用解”。这也让他下定决心打破“实验室—工厂”的壁垒,构建起从分子筛绿色合成源头创新,到催化过程强化,再到工业应用落地的一体化研发体系,让科研成果真正走出实验室、走进生产线,切实解决产业难题。
产学研融合的思路始终贯穿郭新闻的科研道路。
“把实验室里的‘样品’变成工厂里的‘产品’,考验的不仅是技术,更是耐心与校企之间的信任。”在与山东京博控股集团共建联合研究院的十余年里,郭新闻带领团队推动5项技术产业化,深刻体会到产学研融合的真谛。
“在实验室里,催化剂连续稳定几百小时就算是性能优异。但在工业场景中,催化剂须达到上千小时连续稳定。如果不能紧密合作,技术很难在生产线上实际落地。”郭新闻说。
为了建立信任,遇到问题时,他会第一时间带领团队进驻工厂,与企业人员同吃同住,一起蹲守生产线,逐环节排查原因、优化方案。针对长链烯烃环氧化催化剂的再生性能难题,团队与山东京博控股集团联合建立“实验室—中试—工业化”三级验证体系。
在与中海油合作的“苯与低浓度乙烯烷基化制乙苯”“甲苯甲醇烷基化制对二甲苯”等项目中,郭新闻团队用实力证明,学术创新性与工业实用性可以双向赋能。企业提出的需求往往具体而琐碎,比如原料成分复杂、反应条件波动大、催化剂需长期稳定运行等,这些看似是工程层面的问题,却暗藏着关键科学命题。郭新闻带领团队深入工厂调研,把生产线的实际需求带回实验室,将工程问题凝练为“催化剂结构与稳定性的关联”“反应条件对催化效率的调控机制”等科学问题,再开展针对性研究。为了满足企业对催化剂稳定性的严苛要求,团队历经无数次实验,成功开发出纳米片分子筛催化剂——这种催化剂比表面积更大、传质效率更高,显著提升了工业运行稳定性。而且,相关研究成果发表于《科学》期刊,实现了学术价值与应用价值的双赢,也让企业更加信任团队的科研实力。
这份对产业的关注,也融入了郭新闻的人才培养理念。“催化是交叉学科,青年学者既要‘顶天’瞄准前沿,也要‘立地’扎根需求。”他鼓励学生走进企业一线,在解决实际问题中锤炼本领。实验室里,他为博士生认真分析实验数据,引导他们跳出思维定势;车间里,他带着学生观察催化装置运行,讲解工业场景对技术的特殊要求。多年来,他培养的学生大多扎根绿色化工领域,有的成为企业技术骨干,有的在科研院所延续攻关之路,形成“产学研用”的人才闭环。
郭新闻介绍,团队正围绕CO2加氢制备绿色航空煤油展开攻关。“欧盟要求2050年绿色航煤掺混比例达63%以上,我国可持续航空燃料需求缺口巨大,这为我们带来了挑战,更赋予了我们一份责任。”他还有一个更远大的梦想:实现CO2直接制苯,让CO2真正成为可循环利用的碳资源。而在钛硅分子筛领域,他仍执着于钛物种结构的精准解析,希望为高性能催化剂可控合成奠定基础。
来源:科技日报
编辑:王增强
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