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夏清華:致力新型催化材料研究的先行者







  夏清華,我?;瘜W(xué)化工學(xué)院教授、中國化學(xué)會均相催化專業(yè)委員會委員、湖北省化學(xué)化工學(xué)會催化專業(yè)委員會委員。今年5月,夏清華教授、周丹教授所在的“先進催化材料和催化轉(zhuǎn)化”研究團隊,在英國皇家化學(xué)學(xué)會(RSC)期刊ChemicalScience(SCI影響因子為9.211,化學(xué)一區(qū)TOP論文)上發(fā)表學(xué)術(shù)論文“One-potRota-crystallizedHollownest-structuredTi-zeolite:ACalcination-freeandRecyclableCatalyticMaterial”(一步轉(zhuǎn)動晶化法合成空心巢結(jié)構(gòu)含鈦分子篩:一種免煅燒和可循環(huán)的催化材料)。ChemicalScience是化學(xué)領(lǐng)域最前沿、高影響的綜合性雜志。
  夏清華致力有機催化化學(xué)研究已有29年,研究涉及了先進多孔催化材料制備與應(yīng)用、新型催化反應(yīng)器及工程等多個領(lǐng)域。2003年從新加坡回國后,作為湖北省“楚天學(xué)者計劃”特聘教授被引進湖大,第一期任職期滿后獲得湖北省“楚天學(xué)者成就獎二等獎”,繼續(xù)任職第二期“楚天學(xué)者”特聘教授崗位,2014年又被湖北省政府遴選為“百人計劃”特聘專家。十余年來,夏清華主持了國家級、省級各類課題28項,發(fā)表SCI論文 160余篇,2005年受邀為國際頂級化學(xué)雜志《ChemicalReviews》撰寫有關(guān)環(huán)氧化的評述;2005年和 2008年受邀在美國 Nova科學(xué)出版社合作出版《CatalysisResearchattheCuttingEdge》和《Hand鄄bookofZeolites:Structure,PropertiesandApplica鄄tions》合著。
  2012年,夏清華晉升二級教授,2014、2015年連續(xù)兩年入選Elsevier化學(xué)工程領(lǐng)域中國高被引學(xué)者榜單。
致力新型催化材料研究
1995年至2003年,夏清華先后任職于日本東京大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、新加坡化學(xué)和工程科學(xué)研究所,在這期間,他一直從事先進催化材料和綠色催化轉(zhuǎn)化的研究,他也同時意識到了化學(xué)與環(huán)境關(guān)系的重要性?!半S著新的催化材料和催化技術(shù)的產(chǎn)生,綠色催化技術(shù)正逐漸被重視。”
  2003年,正值中國化學(xué)化工工業(yè)經(jīng)濟良好發(fā)展時期,但國內(nèi)當(dāng)時仍在普遍沿用傳統(tǒng)催化技術(shù),在應(yīng)用過程中會消耗大量的原料及能量,并且產(chǎn)生廢棄物,對環(huán)境造成一定污染。夏清華看到中國因發(fā)展化學(xué)化工所出現(xiàn)的環(huán)保問題,決心全身心投入到綠色環(huán)保的催化工藝和催化體系的研究中。他認(rèn)為,開發(fā)先進、高效多孔材料建立新的催化體系,不僅能解決環(huán)保問題,更能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。
  “中國的科研政策對于科研人員來說非常有幫助,科研人員可以將技術(shù)推向市場。祖國科技發(fā)展的這班車我要搭上來?!痹趪夤ぷ魃盍?年,夏清華決定回到祖國,回到家鄉(xiāng),實現(xiàn)自己學(xué)術(shù)與應(yīng)用一體化的想法。屆時恰逢“楚天學(xué)者計劃”面向全球廣納人才,夏清華在時任湖北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院院長王世敏教授推薦下,就職于湖北大學(xué)。
  “夏清華教授的到來,提升了學(xué)院在物理化學(xué)這個二級學(xué)科領(lǐng)域的研究實力?!爆F(xiàn)任化學(xué)化工學(xué)院院長王升富介紹說。十余年來,夏清華一直從事新型催化材料的建構(gòu)與催化轉(zhuǎn)化方面的研究,他稱其為“綠色催化技術(shù)”,這種技術(shù)具有“綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能、低成本、可持續(xù)”的特點。夏清華的研究主要集中于有機無機雜化多孔分子篩材料、高循環(huán)分級孔分子篩材料、烯烴高選擇性環(huán)氧化、新型催化活性位建構(gòu)、多功能團一步選擇性催化加氫領(lǐng)域。在國際上,首次通過干膠轉(zhuǎn)化法合成有機無機雜化微孔分子篩并實現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化應(yīng)用,首次提出了分級孔微孔分子篩的從頭免焙燒的概念并獲得了高效的應(yīng)用,構(gòu)建了最高效的烯烴選擇性空氣環(huán)氧化的催化體系及方法學(xué),成功實現(xiàn)了含硝基和芳香環(huán)化合物的一步高效催化加氫,在新型碳材上實現(xiàn)了廢物甲酸的氫轉(zhuǎn)移加氫生物質(zhì)等研究,并獲得了同行的廣泛好評。目前,他的部分研究成果已經(jīng)服務(wù)經(jīng)濟建設(shè),獲得了相當(dāng)效益。
  2005年,學(xué)校立項建設(shè)有機功能分子合成與應(yīng)用教育部重點實驗室,2009年通過教育部驗收。實驗室定位于有機功能分子應(yīng)用基礎(chǔ)研究,綠色有機催化及新型催化劑開發(fā)作為其中一個研究方向,目前在夏清華的牽頭下日新月異。
加強團隊建設(shè)
協(xié)同創(chuàng)新出成果在適應(yīng)國內(nèi)科研環(huán)境的過程中,夏清華非常重視科研的原始創(chuàng)新。2006年,他主持的“新型有機-無機雜化骨架結(jié)構(gòu)沸石材料的可控合成策略及催化應(yīng)用”項目獲得國家自然科學(xué)面上基金,這是他回國三年后申請到的第一個國家基金項目。
  國外學(xué)習(xí)和工作經(jīng)驗讓夏清華意識到,要想在科研方面有所建樹,建立一套更完整的先進催化體系,必須建立以研究所、研究室、研究組為形式的研究團隊,進行團隊作業(yè)。于是,他開始牽頭建立先進催化材料和催化轉(zhuǎn)化科研團隊,吸納不同層次的創(chuàng)新人才,為創(chuàng)新團隊帶來新的學(xué)術(shù)氣息。2006年至2008年期間,團隊吸納青年教師魯新環(huán)和周丹先后加入創(chuàng)新團隊,進行多相催化、綠色催化、功能多孔材料等方面的研究。
  魯新環(huán)曾經(jīng)是夏清華的學(xué)生,現(xiàn)在已經(jīng)是夏清華的得力助手。她介紹說:“夏老師的團隊制度明確。我們每個月都有定期的交流會,討論各自在實驗中出現(xiàn)的問題以及對近期工作的總結(jié)。每個人都有自己要完成的課題,還要在交流會上和其他隊員談?wù)擁椖客瓿汕闆r?!?br>  為完善年齡層次分明、知識結(jié)構(gòu)互補、研究方向交叉的創(chuàng)新團隊,2014年主要研究新型石墨烯、納米管、多孔碳、氮雜碳等材料的青年教師聶仁峰加入創(chuàng)新團隊,形成了目前以夏清華、周丹、魯新環(huán)、聶仁峰為核心成員的“先進催化材料和催化轉(zhuǎn)化”創(chuàng)新團隊。
  創(chuàng)新團隊先后獲得并主持8項國家自然科學(xué)基金項目、1項湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目、1項湖北省科技支撐計劃項目、1項湖北省自然科學(xué)基金重點項目和1項湖北省教育廳優(yōu)秀中青年創(chuàng)新團隊項目,以及一批有顯示度的學(xué)術(shù)和應(yīng)用成果。這種合作強有力地錘煉和培養(yǎng)了團隊的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力,創(chuàng)新團隊2014、2015連續(xù)兩年入選Elsevier化學(xué)工程領(lǐng)域中國高被引學(xué)者榜單,顯著地擴展了學(xué)術(shù)影響力,團隊成員周丹教授成功獲得2016年度湖北省自然科學(xué)杰出青年基金項目。
重視人才培養(yǎng)
促進科研傳承“不管是創(chuàng)新團隊還是實驗室,都是一個從無到有的過程,重要的是在于如何傳承下去,這就要在一個個的課題中不斷進行人才培養(yǎng)?!毕那迦A說,人才培養(yǎng)才是科研傳承創(chuàng)新最重要的動力。
  2008年,遠(yuǎn)在英國留學(xué)的周丹博士通過網(wǎng)絡(luò)了解夏清華教授的團隊信息后,應(yīng)聘入職團隊?,F(xiàn)在,她已經(jīng)是教授職稱,還是湖北省自然科學(xué)基金杰青項目獲得者和湖北省“楚天學(xué)者計劃”楚天學(xué)子。她介紹說,“在團隊中,老師們雖然同在一個大方向下,但各自所擅長的領(lǐng)域還是不同的,大家經(jīng)常在一起交流,互相幫助,取長補短。”今年3月,周丹參加湖北省自然科學(xué)基金杰青項目的答辯時,夏清華一直在旁支持,“夏老師多次幫我修改答辯ppt和演講稿,他對細(xì)節(jié)的處理值得我學(xué)習(xí)。”
  對于人才培養(yǎng),除了理論學(xué)習(xí),夏清華更看重實驗?zāi)芰?,他認(rèn)為實驗室是所有科研取得成果的基礎(chǔ)。“周末不放假,天天進實驗室?!毕那迦A認(rèn)為,培養(yǎng)學(xué)生就是培養(yǎng)他們創(chuàng)造知識,因此他身體力行,鼓勵學(xué)生多做實驗,在實驗中學(xué)習(xí)知識,創(chuàng)造知識。受學(xué)生時代的影響,夏清華愛記實驗筆記,他有幾個厚厚的實驗記錄本,上面密密麻麻記錄著多年來各種實驗數(shù)據(jù),從失敗到成功,以供隨時查閱?!鞍踩菍嶒灥牡谝灰獎t?!鼻谟趧邮謱嶒灥南那迦A同時十分重視實驗安全,在實驗室,高高的器材上一邊是各種試管,另一邊是電加熱儀器。這是他自行設(shè)計電加熱裝置,取代以往利用高溫進行加熱的油浴,避免出現(xiàn)實驗安全事故。
  “嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炇强蒲谐晒Φ谋U?,而重視人才的培養(yǎng)才能使科研項目不斷傳承?!毕那迦A說,實現(xiàn)先進催化研究與應(yīng)用的一體化,未來還有很多路要走,但他和他的團隊充滿信心。