在化学工业的“交响乐”中，催化剂如同一位无声却至关重要的指挥家，它能精准调控反应路径，加速目标产物的生成，提升效率，更牵动着工艺的绿色与经济命脉。

对于中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）高级工程师龙化云而言，那一瓶瓶催化剂，既是贯穿他科研生涯的“日常伙伴”，也是他心里一直追求的“信仰”。

“我的目标始终如一，就是做出能投入工业实际应用的催化剂。”龙化云说，“我也希望自己像催化剂一样，真正‘嵌入’团队，发挥更大作用。”

龙化云。受访者供图

一粒催化剂的“召唤”

龙化云与催化剂的结缘，始于学生时代。

“我本科专业是精细化工，在硕士期间的研究课题是精细化学品合成工艺开发，这是我第一次真正意义上接触到Pd/C催化剂。”龙化云回忆道。催化剂本身在反应前后似乎没有变化，却能让整个反应效率倍增，这种“点石成金”般的神奇效果，深深吸引了他。

正是这瓶看似普通的黑色粉末，在他心中点燃了探索催化奥秘的火焰。他意识到，催化技术是现代化工的“引擎”，更是解决传统工艺高能耗、高污染问题的关键钥匙。从那一刻起，一个明确的志向在他心中扎根：要在催化领域继续深造，亲手设计、创造更高效的催化剂。

随后，他跟随大连理工大学工业催化专业王祥生教授攻读博士学位。求学期间，他经常参加大连化物所的学术会议，在与老师的交流中，他被大连化物所浓厚的催化底蕴深深吸引。“老师们交流时展现出的深厚功底和解决实际问题的导向，都让我心生向往。”这份向往最终在2017年底落地生根——他正式加入大连化物所黄家辉研究员课题组，将催化剂的梦想播种于此。

真正从事催化剂设计工作后，他才了解到，实验室的成功只是万里长征第一步。催化剂设计的真正价值，在于能否经受工业放大的严苛考验。

2021年12月，在天津一个寒冷的冬日，龙化云迎来了他科研生涯中一个“里程碑式”的挑战——负责由他开发的催化剂在环氧丙烷新工艺中试装置上进行首次验证。然而，推进应用的过程却没他想的那么容易。“当催化剂投入装置运行一段时间后，活性突然变差，我们都特别焦虑。”龙化云回忆道。最终，他们在现场紧急对催化剂进行检测，发现是一个微小的误操作导致催化剂中毒，而不是催化剂本身性能出现了异常。“这时我们才松了一口气。”

从装置建设、水联运、气密性试验到小心翼翼的催化剂装填，每一个环节都凝聚着团队心血与期待。原料投料的那一刻，现场气氛紧张得几乎凝固，“当看到反应温度曲线平稳爬升，到在反应器出口检测到产品，再到原料转化率、产品选择性等关键技术指标达到设计值，那种喜悦难以言表。”龙化云兴奋地说道。

中试场上“战斗”

有了第一次中试的经验，龙化云的催化剂“设计”之路愈发稳健。

他与团队共同研制出具有高活性、高稳定性和优异机械强度的微球型钛硅分子筛催化剂。为了推动其从实验室走向工业化生产，龙化云带领团队奔赴大连长兴岛、江苏南京等外场，在8m3合成釜中进行分子筛合成与催化剂生产。

“实验室开发的分子筛配方只是工业化的基础，”龙化云解释道，“小釜中物料混合均匀、温度恒定，而8m3大釜的传质传热效率下降，容易导致结构失稳和性能异常。”发现问题后，团队通过多次现场试验，成功解决了分子筛合成放大效应，打通了工业化生产全流程，实现了催化剂的多批次稳定生产。

“分子筛催化剂工业生产流程长、步骤多。”龙化云坦言，“每一步都需精心组织，每个中间产品都要寄回实验室评价，性能达标才能进入下一环节。直到最终产品的评价结果符合设计值，才能如释重负。”他形容自己的心情时常像坐“过山车”。

除了催化剂研制，黄家辉研究员团队还致力于推动绿色新工艺的发展。“液固循环流化床双氧水直接氧化氯丙烯生产环氧氯丙烷（FHPECH）工艺”便是其中之一。这是环氧氯丙烷生产的绿色新路径，而环氧树脂应用极其广泛——从手机电路板封装胶、芯片封装材料、汽车底漆、飞机复合材料粘合剂，到环保水性涂料、地铁隧道防腐涂层等。

“催化剂在其中扮演着‘高效氧搬运工’的角色，直接决定了反应的效率与经济性。”确定方向后，龙化云和团队立即对现有技术的不足和技术的发展方向进行了研判，找到了现有工艺的弊端，开发出微球型钛硅分子筛催化剂和液固循环流化床反应器工艺，提高了环氧氯丙烷生产效率和生产安全性，具有绿色低碳、安全性高、经济性好等特点。

团队与企业合作建设的FHPECH千吨级工业化试验装置于2024年1月21日至24日通过了由石化联合会组织的连续72小时考核标定，其实现了满负荷运行，双氧水转化率为99.7%，环氧氯丙烷选择性为96.6%，双氧水有效利用率为99.8%。

“中国化工产业的绿色转型是一场攻坚战。”龙化云阐述着他的理解，“环氧氯丙烷、苯二酚等项目的绿色工艺开发，其核心价值在于用创新斩断‘高污染、高能耗’的传统锁链，推动化工生产从‘环境代价’转向‘生态增益’。”

把自己“镶嵌”到系统里

在催化剂领域耕耘近十年，作为一名应用研究者，龙化云始终铭记团队的力量。

“催化剂是整个工艺的必要条件，而非充分条件，”他指出，“这提醒我们，个人价值在与外界的互动中体现。能力再强，若无法融入团队、契合行业或社会需求，价值也会大打折扣。与其纠结‘我有多优秀’，不如思考‘我的能力如何嵌入更大的系统’。”

龙化云在实验室。受访者供图

因此工作中，他格外注重与团队现场讨论解决方案，这加速了催化剂研发进程。“应用研究工作者，实验室工作要立足实际问题，实验须细致扎实，”龙化云强调，“外场实验时间长、强度大、问题难料，更需团队精诚团结。再难的事，一群人拧成一股绳就不怕。”

在他看来，搞应用研究和成果转化，最怕“关起门来搞发明”。实验室方案再完美，也可能因不符企业需求而搁浅。“要有失败和试错的勇气。科研就是在试错里找对路，失败的数据也有价值。”

而在团队中，除了包括研发人员，也涵盖合作企业。“高性能催化剂的开发与工业化，融合了基础科学与工程技术，需跨越从微观机理到宏观工程的挑战。选题时就要着眼企业现实需求，构建‘实验室研究-中试放大-产业验证’的协同体系。”龙化云介绍道。

秉持着“功能导向、成本可控、绿色可持续”和“用得上，用得好”的理念，龙化云将对“搞懂问题”的执着变化为动力，当最终任务完成，看到催化剂性能达到预期，或者成果完成鉴定，那种“终于搞定了”、“没白熬”的踏实感和满足感，是对所有付出最好的回报。

未来，龙化云和团队将更加积极开发绿色氧化技术，聚焦新材料研究进展，扩展研究组现有氧化体系在大宗化学品和精细化学品选择氧化领域应用，创制新材料绿色氧化新工艺技术集群。

“只要眼里有光，心里有梦，手里有活，那脚下就有根。”龙化云说。