绿色催化剂背后的“化学梦”——访中南民族大学化学与材料科学学院副院长、博士生导师金士威
歌画东阳客户端记者 李忭 张弘剑
2023-12-13 15:187058阅读

催化是化学反应中非常重要的一环,工业生产中80%以上的过程都需要催化剂,化学合成、石化炼油、环境处理为其三大主要应用场景,因而催化剂也被誉为“化工芯片”。通过开发合适的催化剂,不仅能提高化学反应效率,促成规模化生产,而且可以降低能耗,提高效率。

在中南民族大学化学与材料科学学院就有一个绿色催化团队,带头人是学院副院长、博士生导师金士威。在他的带领下,团队致力于开展关于催化剂的各种实验,寻找绿色催化剂,实现绿色、低碳、可持续发展。“绿色催化剂无毒环保,可以大大提高反应原子的经济性,降低废物或者工业副产物的产生。”金士威说,绿色化学能改变未来的生活,绿色化学之路是他终身探索的科学道路。

兴趣引领,追寻化学新工艺

“化学是我最喜爱的科学。”1972年,金士威出生在南马镇泉府村,从小他就对化学很感兴趣,身边事物的各种变化都让他十分好奇。上初中接触化学学科后,他更认识到化学在生活中无处不在,利用化学可以更好地改变生活。

“春天的时候,五颜六色的花总是让我好奇,为什么花儿有这么多颜色,为什么叶子却只有绿色一种颜色?”而在下田干活时,他又纳闷,“我们种植水稻,种植蔬菜,为什么要打化肥和农药?这个化肥和农药究竟是怎么来的,能不能自己做出来?”这些“十万个为什么”唤起了金士威强烈的学习兴趣,初中和高中,他的化学成绩在班上都是名列前茅。

出于对化学的热爱,高考时金士威选择了化工专业,就读于武汉工程大学。囿于家境,金士威本打算大学毕业就参加工作,没想到身边同学的举动改变了他的想法。

“1994年我读大三,暑假的时候回家,看到有部分同学在复习准备考研。”金士威就和姐姐说了此事,“但是我们家条件太差了,我想还是要先工作。没想到姐姐鼓励我说,如果心里有梦想的话,还是要再努力一下,家里条件虽然困难,但咬咬牙再坚持3年就过去了。”姐姐的这番话促使金士威下定决心考研,复习了三四个月后,他如愿上岸。

家人的支持和鼓励,犹如为金士威的学术梦想插上了翅膀,飞向更广阔的天空。1998年,金士威毕业于沈阳化工大学化工工艺专业,获得工学硕士学位。

研究生毕业时,金士威很想回浙江工作。当时他也面临两个工作机会,一是到浙江工业大学当实验员,二是到浙江师范大学当老师。金士威倾向于到浙江师范大学当老师,但是由于母校武汉工程大学严重缺乏师资,要求他们留下来,他就响应学校号召,留在母校工作,在武汉从事化工新工艺开发与环境治理等方面课题研究。2006年,他又考入中国科学院水生生物研究所环境科学与工程专业,获得理学博士学位。

学以致用,研发绿色催化剂

2015年,金士威进入中南民族大学化学与材料科学学院工作。他把自己的专业方向聚焦于化工新材料领域,研发超疏水即超润湿材料。这种材料主要应用于某些污染物的处理,把环境中的污染物吸附并去除,“比如说海洋石油污染,或者说汽车的润滑油跟水混合在一起,需要我们快速地进行油水分离,这时候就需要用到超疏水材料。”

而在化工新工艺开发方面,金士威当时主要从事硫酸钾肥料就是无氯钾肥的生产。因为氯化钾中的氯离子对农作物有危害,所以农业生产中提倡尽量不使用氯化钾,为此他带着团队做了一些前期工作。他还带着团队开发了一套完整的工艺,用磷酸跟氯化钾生产复合肥即磷酸二氢钾。

除此之外,金士威和团队把寻找绿色催化剂作为重点研究方向之一。而确定这个研究方向,一方面是金士威发现氯碱工业原先使用的催化剂含有毒性较大的汞;另一方面是他想使用一些非贵金属的催化剂来催化一些反应,比如说提取秸秆等农作物中的成分作为化工原料。

把兴趣当作最好的老师,在化学这条路上,金士威一步一个脚印,取得了不俗的成绩。他曾主持多项省部级纵向课题和10多项横向课题,在国内外学术期刊上发表论文100多篇,其中SCI、EI收录40余篇。

情系家乡,校企合作促双赢

这些年来,金士威也利用自己所学,积极对接家乡企业,助力发展。

从2019年开始,金士威就促成学院跟浙江北生药业汉生制药有限公司、浙江浪人工艺品有限公司等开展合作,共同申请了教育部产学研协同育人项目,建立了2个实习实践基地。

“我们的产学研合作内容主要是人才资源的合作,因为家乡的企业普遍缺乏人才,我们给学生做好思想工作,鼓励他们到东阳的企业包括普洛药业就业。另一方面是科研合作,目前跟汉生制药有个合作课题,就是左卡尼汀的提纯和优化。”金士威说,因为和家乡企业联系紧密,他时常会回到家乡,也感受到了家乡喜人的变化和发展。他希望未来能更好地尽己所能,助力家乡高质量发展。

编辑:厉欢欢
二审:董之震
终审:单昌瑜

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