廖世健

廖世健

廖世健,物理化學家。畢業從事科學研究工作,其研究領域比較廣泛,先後從事過多相催化、表面化學、燃燒與火焰、齊格勒型催化劑和烯烴聚合、絡合催化、均相催化劑的多相化、金屬有機化學、納米材料的合成和納米化學以及有機高分子膜催化、絡合催化中雙金屬協同效應等方面的工作。除此之外,也開展套用方面的工作,研製出許多有套用前景的高選擇性、高活性的新催化體系,其中有些已轉化成套用開發的成果。同時培養了一批研究生和科研骨幹。

基本信息

人物生平

廖世健,1929年2月出生於上海,1952年滬江大學化學系畢業後,在中國科學院綜合研究所(現長春套用化學研究所)錢保功、劉達夫研究員指導下,從事絡合法分離提純丁二烯和列別捷夫法催化合成丁二烯的研究,他們的工作為50年代初我國開發出第一批丁苯橡膠(中試放大規模)起到了重要作用。與此同時,他參加了東北人民大學(現吉林大學)唐敖慶教授主持的物理化學研究生班學習一年半(1953~1954年)。

50年代中國科學院招收的第一批副博士研究生學習期間(1956~1958年),廖世健在導師北京大學傅鷹教授指導下,研究了吸附過程中能量變化的規律,他對吸附一脫附過程存在的滯後圈的解釋中,糾正了當時文獻中有關滯後圈公式推導中的概念錯誤,提出了能夠解釋各種參數影響滯後圈大小的新公式。這一階段的工作和學習經歷為他以後的研究工作打下了紮實的基礎。他回到長春套用化學研究所,從事燃燒與火焰的研究,並擔任課題組長職務。為了適應當時生產的需要,又開始了天然氣部分燃燒制乙炔和合成氣的研究。除實驗工作外,他還計算出火焰法制乙炔產率的理論極限,為當時層層加碼對產率提出翻番的不適當要求指出了問題所在。與此同時,他還開展了火焰與燃燒的穩定性、火焰溫度、火焰的傳播速度等基礎性研究,推導出與實驗一致的氣體初溫對火焰傳播速度的公式。

技術成就

1964年廖世健調入中國科學院大連化學物理研究所,他以極大的熱情開始了火焰法合成HCN的研究,開創性地採用預混焰取得了高HCN產率,尾氣可作合成氣的新方法。在其後開展的煉廠氣部分燃燒制乙烯、乙炔的工作中,以其豐富的科研經驗,使實驗很快由小試轉入500噸的中試試驗,其間正值“文化大革命”初期,他在工廠與工人同吃、同住、同勞動,歷盡艱辛,終於使中試放大實驗取得成功,可惜由於“文革”,中試放大成果未能轉入工業生產套用。“文革”期間,上山下鄉歸來的他告別了高溫火焰化學合成的研究,結合當時生產需要,開始了烯烴聚合和Ziegler型催化劑的研究。除實驗室工作外,他們很快與具有中試規模生產裝置的工廠相結合,在丙烯液相本體聚合中解決了不聚和暴聚的問題,使反應平穩進行,通過了中國科學院和遼寧省的鑑定,為以後丙烯液相本體聚合,在全國建立一系列中小型工廠並順利投入生產奠定了基礎。在套用研究的同時,他所領導的課題組,還開展了基礎性的研究,例如氫氣調節聚丙烯分子量的理論問題等成果,這類基礎性研究能在文革期間進行,實屬不多。此外,他們還開展了乙烯丙烯共聚制潤滑油黏度指數改進劑,長鏈α-烯烴聚合制潤滑油降凝劑新催化體系的研究。後者經鑑定已投入工業生產。“丙烯液相本體聚合”和“長鏈α-烯烴聚合制降凝劑”兩項成果均獲1978年全國科學大會獎和中國科學院以及省市的重大科技成果獎。1979年科學出版社出版了他們的研究成果,20多萬字的《烯烴聚合的催化劑與工藝研究報告集》。此書成為當時工廠生產、科研和大學教學的參考書。1979年初廖世健獲聯邦德國洪堡基金會資助,作為新中國第一批洪堡基金研究成員之一赴德馬普學會煤炭研究所(Ziegler催化劑和Fiescher-Tropsch合成的發源地)進行合作研究。從事溫和條件下催化合成氫化鎂的研究工作,得到的高活性氫化鎂和鎂粉可以作為中溫儲氫材料和用於合成反應的高活性試劑。此項工作是聯邦德國煤炭研究所多年來取得的一項重要獲獎成果,〔該成果已經經過中試放大,並與工廠合作,作為儲氫材料(氫能汽車和太陽能利用)和高活性試劑取得實際套用〕。廖世健的貢獻是通過系列實驗和反應動力學研究,闡明了反應機理,進一步改進了催化體系,並發現催化反應的中間物蒽鎂是蒽和鎂之間的可逆反應。他的此項研究以及其他的研究成果曾先後在該所學術報告會上作過3次報告,與會者反映熱烈,曾被所長、馬普學會副主席Wilke教授喻為“古老的中國傳統文化智慧與西方現代科學技術的結合”。廖世健先後3次赴聯邦德國進行合作研究,歷時4年。期間,他勤奮學習和工作,取得了許多重要科研成果,以其聰明才智為中國人民爭了光。

廖世健十分重視對人才的培養。始終熱情、耐心細緻地與他的學生們討論問題。他治學嚴謹,學術思想活躍,以自己的言傳身教培養了一批優秀的中青年研究人才,許多學生都感受到與他討論問題受益匪淺。他總能抓住問題的本質,並提出切實可行的解決方案。廖世健忠誠於祖國的科研事業,品格高尚,深受人們的尊敬。他的一位合作者說,廖世健不僅學問好,人品更好。

廖世健的理論基礎堅實,科研思路開闊,他能敏銳地捕捉到有關研究領域新的有價值的生長點。80~90年代廖世健和他的合作者以及他所指導的研究生、訪問學者們一起,在絡合催化若干研究領域開展了工作,在基礎和套用研究方面取得了新的進展:①成功地用絡合催化法、常溫常壓合成出超高活性的鹼金屬氫化物,並發現產物顆粒是納米尺度的,其異常的高活性主要是由於納米尺寸(大比表面積)所致。研究了材料納米尺寸和化學反應活性之間的定量關係,並將這些材料用於有機、無機、金屬有機合成和催化反應。使某些以往常規材料(微米級)難以進行的反應得以順利進行,並取得高的收率。在催化加氫反應中,通過納米氫化鈉和具有空間位阻大的配體的金屬有機鈦系化合物所組成的催化劑,得到活性極高、選擇性專一的端烯加氫新催化體系,其催化活性(TOF)達到310S-1,催化劑效率(TO)則達到1.5×105。②通過有機高分子載體上官能團的變化、動力學計算、催化劑表征以及負載型催化劑在多種絡合催化反應中的套用,研究了載體的調變作用,得到了一些新的結果和解釋,也得到了一些高選擇性、高活性和穩定性的有套用前景的催化體系。③在有機高分子負載型催化劑基礎上,他們成功地試探並開展了兼具分離和催化性能的有機高分子金屬絡合催化膜反應,首次在有機高分子膜催化反應器中進行了高選擇性的多烯加氫反應,並闡明了高選擇性的原因。④在均相及均相多相化催化體系中,廣泛考察了絡合催化中雙金屬的協同效應,使催化劑的性能,尤其是選擇性又有了進一步提高。討論並解釋了雙金屬協同效應對改進催化劑性能的原因。在均相及均相多相化催化中,引入雙(多)金屬催化的概念,擴大了調變這類催化體系性能的途徑。在試驗中還發現一些過去被認為是均相的催化體系,其活性物種實際上是在反應過程中原位形成的納米尺度的膠體溶液,與傳統的多相催化類似,這類催化劑也存在催化劑的製備方法問題。

在新的歷史時期,廖世健面向經濟建設的主戰場,在基礎研究中不放過套用開發的各種可能。在Ziegler型催化體系的研究中,將基礎性工作成果轉化為套用成果。研製出丁二烯環化三聚合成反、反、順1,5,9-環十二碳三烯的高活性、高選擇性催化劑並及時將技術轉讓給石油化工企業。在金剛烷催化合成的工業開發過程中,他們將基礎性研究得到的概念運用到工業生產,使金剛烷的產率大幅度提高。廖世健在公開的學術刊物上共發表論文200餘篇,申請專利6項。與其他學者合作,主編專著兩部,翻譯專著一部。他先後擔任《化學通報》、《有機化學》、《分子催化》、《化學學報》、《中國化學》、《催化學報》等學術刊物的編委,他所主持的研究成果曾獲兩項全國科學大會獎、中國科學院和省、市的重大科技成果獎、中國科學院自然科學二等獎和科學技術進步三等獎。廖世健共指導培養碩士研究生21名,博士研究生10名。

廖世健學問淵博兼有綜合的知識結構。他有謙遜的合作精神,不僅與同代人而且與年輕的不同代人都能很好地交流和合作。他淡於名利、豁達大度的高貴品質,受到同事和學生的尊敬和愛戴。現他雖已屆古稀之齡,仍孜孜不倦地為我國科研事業辛勞著。

簡歷

1929年2月3日 出生於上海市。

1948-1952年 在上海滬江大學化學系學習

1952-1955年 在中國科學院長春套用化學研究所任研究實習員

1956-1958年 中國科學院北京化學研究所副博士研究生,後兼課題組長

1959-1964年 在中國科學院長春套用化學研究所任助理研究員、課題組長

1964—1999年 在中國科學院大連化學物理研究所先後任助理研究員、副研究員、研究員、博士生導師(1986年)、課題組長、研究室主任。其間經洪堡基金會等資助,三次赴聯邦德國馬普學會煤炭研究所作為訪問學者和客座教授,進行合作研究達四年(1979-1990)。

主要論著

1 廖世健,焦華娟,吳昌賢等.火焰法合成氫氰酸的研究.科學通報,1966, 17 (3): 129;Synthesis of Hydrogen Cyanide by Flame Process.Kexue Tongbao (Foreign Language ed. ), 1966,17(4) :170

2 Bogdanovic B. , Liao Shijian, Schwickardi M. , et al. Katalytische Synthese von Magnesiumhydrid unter Milden Bedingungen. Angew.Chem. , 1980, 92 (10): 845;Catalytic Synthesis of Magnesiumhydride under Mild Conditions. Angew. Chem. , Int. ed. Engl. , 1980,19:818

3 Bogdanovic B. , Liao Shijian, Mynott R. , et al. Rate of Formation and Characterization of Magnesium Anthracene. Chem. Ber. , 1984,117:1378

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