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夏清华:致力新型催化材料研究的先行者

作者:徐丽花 侬艺璇 何玮  编辑:吴珊  来源:新闻中心   发布时间:2016/10/17

夏清华,我校化学化工学院教授、中国化学会催化委员会均相催化专业委员会委员、湖北省化学化工学会催化专业委员会委员。今年5月,夏清华教授、周丹教授所在的“先进催化材料和催化转化”研究团队,在英国皇家化学学会(RSC)期刊Chemical Science(SCI影响因子为9.211,化学一区TOP论文)上发表学术论文“One-pot Rota-crystallized Hollownest-structured Ti-zeolite: A Calcination-free and Recyclable Catalytic Material”(一步转动晶化法合成空心巢结构含钛分子筛:一种免煅烧和可循环的催化材料)。Chemical Science是化学领域最前沿、高影响的综合性杂志。

夏清华致力有机催化化学研究已有29年,研究涉及了先进多孔催化材料制备与应用、新型催化反应器及工程等多个领域。2003年从新加坡回国后,作为湖北省“楚天学者计划”特聘教授被引进湖大,第一期任职期满后获得湖北省“楚天学者成就奖二等奖”,继续任职第二期“楚天学者”特聘教授岗位,2014年又被湖北省政府遴选为“百人计划”特聘专家。十余年来,夏清华主持了国家级、省级各类课题28项,发表SCI论文160余篇,2005年受邀为国际顶级化学杂志《Chemical Reviews》撰写有关环氧化的评述;2005年和2008年受邀在美国Nova科学出版社合作出版《Catalysis Research at the Cutting Edge》和《Handbook of Zeolites: Structure, Properties and Applications》合著。

2012年,夏清华晋升二级教授,2014、2015年连续两年入选Elsevier化学工程领域中国高被引学者榜单。

致力新型催化材料研究

1995年至2003年,夏清华先后任职于日本东京大学、新加坡国立大学、新加坡化学和工程科学研究所,在这期间,他一直从事先进催化材料和绿色催化转化的研究,他也同时意识到了化学与环境关系的重要性。“随着新的催化材料和催化技术的产生,绿色催化技术正逐渐被重视。”

2003年,正值中国化学化工工业经济良好发展时期,但国内当时仍在普遍沿用传统催化技术,在应用过程中会消耗大量的原料及能量,并且产生废弃物,对环境造成一定污染。夏清华看到中国因发展化学化工所出现的环保问题,决心全身心投入到绿色环保的催化工艺和催化体系的研究中。他认为,开发先进、高效多孔材料建立新的催化体系,不仅能解决环保问题,更能产生经济效益。

“中国的科研政策对于科研人员来说非常有帮助,科研人员可以将技术推向市场。祖国科技发展的这班车我要搭上来。”在国外工作生活了8年,夏清华决定回到祖国,回到家乡,实现自己学术与应用一体化的想法。届时恰逢“楚天学者计划”面向全球广纳人才,夏清华在时任湖北大学化学与材料科学学院院长王世敏教授推荐下,就职于湖北大学。

“夏清华教授的到来,提升了学院在物理化学这个二级学科领域的研究实力。”现任化学化工学院院长王升富介绍说。十余年来,夏清华一直从事新型催化材料的建构与催化转化方面的研究,他称其为“绿色催化技术”,这种技术具有“绿色、环保、高效、节能、低成本、可持续”的特点。夏清华的研究主要集中于有机无机杂化多孔分子筛材料、高循环分级孔分子筛材料、烯烃高选择性环氧化、新型催化活性位建构、多功能团一步选择性催化加氢领域。在国际上,首次通过干胶转化法合成有机无机杂化微孔分子筛并实现催化转化应用,首次提出了分级孔微孔分子筛的从头免焙烧的概念并获得了高效的应用,构建了最高效的烯烃选择性空气环氧化的催化体系及方法学,成功实现了含硝基和芳香环化合物的一步高效催化加氢,在新型碳材上实现了废物甲酸的氢转移加氢生物质等研究,并获得了同行的广泛好评。目前,他的部分研究成果已经服务经济建设,获得了相当效益。

2005年,学校立项建设有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,2009年通过教育部验收。实验室定位于有机功能分子应用基础研究,绿色有机催化及新型催化剂开发作为其中一个研究方向,目前在夏清华的牵头下日新月异。

加强团队建设 协同创新出成果

在适应国内科研环境的过程中,夏清华非常重视科研的原始创新。2006年,他主持的“新型有机-无机杂化骨架结构沸石材料的可控合成策略及催化应用”项目获得国家自然科学面上基金,这是他回国三年后申请到的第一个国家基金项目。

国外学习和工作经验让夏清华意识到,要想在科研方面有所建树,建立一套更完整的先进催化体系,必须建立以研究所、研究室、研究组为形式的研究团队,进行团队作业。于是,他开始牵头建立先进催化材料和催化转化科研团队,吸纳不同层次的创新人才,为创新团队带来新的学术气息。2006年至2008年期间,团队吸纳青年教师鲁新环和周丹先后加入创新团队,进行多相催化、绿色催化、功能多孔材料等方面的研究。

鲁新环曾经是夏清华的学生,现在已经是夏清华的得力助手。她介绍说:“夏老师的团队制度明确。我们每个月都有定期的交流会,讨论各自在实验中出现的问题以及对近期工作的总结。每个人都有自己要完成的课题,还要在交流会上和其他队员谈论项目完成情况。”

为完善年龄层次分明、知识结构互补、研究方向交叉的创新团队,2014年主要研究新型石墨烯、纳米管、多孔碳、氮杂碳等材料的青年教师聂仁峰加入创新团队,形成了目前以夏清华、周丹、鲁新环、聂仁峰为核心成员的“先进催化材料和催化转化”创新团队。

创新团队先后获得并主持8项国家自然科学基金项目、1项湖北省自然科学基金创新群体项目、1项湖北省科技支撑计划项目、1项湖北省自然科学基金重点项目和1项湖北省教育厅优秀中青年创新团队项目,以及一批有显示度的学术和应用成果。这种合作强有力地锤炼和培养了团队的学术创新能力,创新团队2014、2015连续两年入选Elsevier化学工程领域中国高被引学者榜单,显著地扩展了学术影响力,团队成员周丹教授成功获得2016年度湖北省自然科学杰出青年基金项目。

重视人才培养促进科研传承

“不管是创新团队还是实验室,都是一个从无到有的过程,重要的是在于如何传承下去,这就要在一个个的课题中不断进行人才培养。”夏清华说,人才培养才是科研传承创新最重要的动力。

2008年,远在英国留学的周丹博士通过网络了解夏清华教授的团队信息后,应聘入职团队。现在,她已经是教授职称,还是湖北省自然科学基金杰青项目获得者和湖北省“楚天学者计划”楚天学子。她介绍说,“在团队中,老师们虽然同在一个大方向下,但各自所擅长的领域还是不同的,大家经常在一起交流,互相帮助,取长补短。”今年3月,周丹参加湖北省自然科学基金杰青项目的答辩时,夏清华一直在旁支持,“夏老师多次帮我修改答辩ppt和演讲稿,他对细节的处理值得我学习。”

对于人才培养,除了理论学习,夏清华更看重实验能力,他认为实验室是所有科研取得成果的基础。“周末不放假,天天进实验室。”夏清华认为,培养学生就是培养他们创造知识,因此他身体力行,鼓励学生多做实验,在实验中学习知识,创造知识。受学生时代的影响,夏清华爱记实验笔记,他有几个厚厚的实验记录本,上面密密麻麻记录着多年来各种实验数据,从失败到成功,以供随时查阅。“安全是实验的第一要则。”勤于动手实验的夏清华同时十分重视实验安全,在实验室,高高的器材上一边是各种试管,另一边是电加热仪器。这是他自行设计电加热装置,取代以往利用高温进行加热的油浴,避免出现实验安全事故。

“严谨的实验是科研成功的保障,而重视人才的培养才能使科研项目不断传承。”夏清华说,实现先进催化研究与应用的一体化,未来还有很多路要走,但他和他的团队充满信心。

原文刊载于《湖北大学报》第1107期,转载请注明出处。

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