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化肥催化剂国家工程研究中心： |
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把新型催化剂做强做大 |
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■本报记者 温才妃
上世纪八九十年代，全国多达1000多家中小型合成氨厂，相当于全国每县几乎都有一家合成氨厂。在当时，这些中小合成氨厂是我国农业生产安全的保障，但其能耗和污染问题却不容小觑。
为了解决上述问题，原国家计委（现国家发展和改革委员会）锁定了在系列化肥催化剂研发和推广作出突出贡献的中国工程院院士魏可镁及其团队。1996年，化肥催化剂国家工程研究中心（以下简称中心）落户福州大学。
几十年如一日地辛苦，魏可镁团队始终坚持基础研究、应用研究和产业化开发紧密结合。因为在他们心中，把化肥催化剂、脱硫净化剂和环保催化剂等领域做强做大才是夙愿。
节能环保是永远的主题
创业初期的日子总是艰辛却又令人乐此不疲。忙到星夜离校，铁门早已关闭，课题组成员经常攀门回家。在魏可镁团队的奋斗下，研发成功了3个氨合成催化剂A110-3、A201和A202，均获得了国家发明奖或技术进步奖。
这些催化剂在全国上百家中小合成氨厂推广应用，取得了不同凡响的经济效益和社会效益。
曾经，原化工部领导突然找到魏可镁，原来，中小合成氨生产工艺用量最大的铁铬系一氧化碳高温变换催化剂含有致癌物质铬，已在一些工厂对工人造成不同程度的伤害。
而在当时，使用该催化剂每年排放的铬高达1000多吨。能否研发新型催化剂加以替代，牵动着众多一线工人的心。
接到任务后，魏可镁带领年轻的研发骨干，投入到新型铁系一氧化碳高温变换催化剂的研究中。研究人员创新性地利用经水热法处理的天然矿物，取代部分铬在催化剂中的作用，使得铬用量比传统的催化剂下降了三分之二。
由此研发出的B116型一氧化碳高温变换催化剂，在全国合成氨厂推广使用，并获得了国家科技进步奖二等奖。
然而，他们并没有因此自满。取得荣誉后，大家想得更多的是怎样把铬污染降到最低。最终，完全无铬污染的B121型无铬一氧化碳高温变换催化剂在实验室诞生了。之后，经福建连江合成氨厂近3年的工业应用，已完全满足生产需要。
“化肥催化剂怎么跟汽车尾气催化剂搭上了”
“做化肥催化剂怎么跟汽车尾气搭上了？”刚上汽车尾气催化剂项目时，好多人当着魏可镁的面，提出了类似质疑。
但在魏可镁看来，如果只把催化剂的研发聚焦在合成氨这一块，显然眼光局限。这一想法自他1992年从日本考察回来更为强烈。
5年后，国内汽车工业快速发展，然而国内多数科研院所开展的汽车尾气催化剂研究尚停留在基础研究和发表论文阶段。于是，中心决定着手汽车尾气催化剂的研发。
CO是汽车尾气中没有完全燃烧的三大有害气体之一。而中心研发成功的变换催化剂让CO和H2O反应，生成CO2和H2，大大降低了有毒气体CO对环境的污染和对人体的伤害。
在这个过程中，魏可镁带领一批年轻的博士奋力攻关。从催化剂的涂层纳米材料到纳米催化剂的制备合成方法、热处理条件，研发出了高耐热、高储氧的复合纳米材料，通过特殊制备方法，使负载在涂层材料中的贵金属活性组分高度分散并避免了高温烧结，最终诞生了FD型汽车尾气催化剂。
去年，FD型汽车尾气催化剂在我国一汽集团进行了欧Ⅴ标准的检测，并进行了16万公里的耐久性寿命实验。检测结果显示，完全达到了上述要求。FD型汽车尾气催化剂成为国内唯一能和德国BASF、英国庄信、荷兰优美克同台竞争的汽车尾气催化剂。
目前，FD型汽车尾气催化剂开始在一汽生产的三款车上配套使用，并在其他国内主流汽车开展欧Ⅴ试验，力图实现汽车尾气催化剂更大规模的国产化。
产学研用融合发展是归途
工程中心要进行改制，与大型企业实现共建。这不仅仅是国家发展改革委的要求，也是魏可镁长期以来琢磨的事情。
尽管国内生产化工催化剂的企业不少，但愿意沉下心搞研发的企业并没有预期中的多。几番寻觅，北京三聚环保新材料股份有限公司走进了中心科研人员的视野。
经过多次洽谈，这家专业从事加氢精制催化剂、脱硫净化等的上市企业与中心合资建立了福建三聚福大化肥催化剂国家工程研究中心有限公司，真正实现了中心和企业的深度融合发展。
如今，中心的产学研用之路正在如火如荼地铺开。现行的大型合成氨厂均采用中高压气化技术，在科研人员江莉龙的带领下，中心于短期内研发出了针对中高压煤气化技术配套使用的系列中高压耐硫变换催化剂，各项指标性能已达到甚至超过国外某知名品牌，同时成本也大幅下降。中心正组织在大型合成氨企业推广应用该催化剂。
此外，随着化肥工业往大型化方向发展，中心、合资公司也及时将化肥催化剂的研发方向调整为大型合成氨厂的亟须催化剂研发和改进。
“开拓、创新、拼搏和奉献是中心工作人员的理念。”魏可镁说，中心正在国家发展改革委的支持下积极组织实施二次创新能力建设，朝着新的催化剂产业化目标迈进。
《中国科学报》 (2013-07-09 第8版 平台)
