龙化云在实验室。受访者供图

■本报记者 孙丹宁

在化学工业中，催化剂如同一位无声却至关重要的指挥家，能精准调控反应路径，加速目标产物的生成，提升效率，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，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。”

催化剂的“召唤”

龙化云与催化剂结缘于学生时代。

“我本科专业是精细化工，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。

随后，龙化云跟随大连理工大学教授王祥生攻读博士学位。求学期间，他经常参加大连化物所的学术会议。“老师们交流时展现出的深厚功底和解决实际问题的能力都让我心生向往。”2017年底，他正式加入大连化物所研究员黄家辉课题组。

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，他们这才松了一口气。

从装置建设、水联运、气密性试验到催化剂装填，每一个环节都凝聚着团队心血与期待。原料投料的那一刻，现场气氛十分紧张。“当看到反应温度曲线平稳爬升，在反应器出口检测到产品，原料转化率、产品选择性等关键技术指标达到设计值时，那种喜悦难以言表。”龙化云说。

中试场上“战斗”

有了第一次中试经验，龙化云在催化剂设计之路上走得越发稳健。

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8立方米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8立方米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，成功打通了工业化生产全流程，实现了催化剂多批次稳定生产。

除了催化剂研制，推动绿色新工艺发展也是团队的目标。“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。

“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，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通过了连续72小时考核标定，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%。

把自己“镶嵌”到系统里

在催化剂领域耕耘近10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’。”

因此，工作中龙化云格外注重与团队成员现场讨论解决方案，这加速了催化剂研发进程。“对应用研究工作者而言，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。”

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的应用，创建新材料绿色氧化新工艺技术集群。