
严丽 大连化物所供图
■本报记者 孙丹宁
2020年8月,一座化工厂内,所有人屏息凝神,目光聚焦在全球首套乙烯多相氢甲酰化及其加氢生产正丙醇工业化装置的启动按钮上。当设备平稳运行、各项参数达到预期的消息传来时,现场爆发出热烈的掌声。
此情此景让中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)研究员严丽感慨万千。从进入大连化物所便开始这项研究,到工业化装置一次开车成功,她坚守了近20年。
回忆起那一刻,严丽说:“最强烈的感受是如释重负的踏实与释然。这是我科研生涯中印象最深刻的事情。”
2026年,严丽获得第三届中国科学院三八红旗手称号。这份沉甸甸的荣誉让她再次想起当年的初心与坚守:“这个奖项不仅是对我个人多年科研工作的认可,更属于整个团队,是对我们长期扎根催化领域、坚持实业报国的肯定与鼓励。这既是一份荣光,也是一份责任,时刻提醒我作为一名科研工作者,既要沉得下心,在关键核心技术的攻关上勇于担当、敢啃‘硬骨头’;也要在团队中发挥耐心细致、坚韧执着的作用,带动更多青年科研人员脚踏实地、潜心钻研。”
一个“幸运”的开端
1995年,严丽进入大连理工大学化工工艺英语强化班。谈及选择原因,她回答道:“化工行业是国民经济的基础性、支柱性产业,也是能将书本知识转化为报国实绩的实干之学。”
在攻读化工专业的同时,严丽还拿下了英语双学位。“化工专业背景让我潜心科研,在专业领域啃‘硬骨头’;而外语学习能让我在研读文献、国际会议交流、国际合作等方面更加顺畅,也在成果推广、技术落地中少了很多障碍。”
2000年本科毕业后,严丽选择到大连化物所攻读博士,师从林励吾院士、丁云杰研究员。当时,丁云杰来所里工作不久,一个初出茅庐的博士生、一位刚刚回国的青年导师——这段师生情谊,在日后长达20余年的时间里,成为严丽科研生涯的重要支撑。
“读研期间,我学到了丁老师灵活务实的科研选题思路。”严丽回忆,“一方面始终紧扣国家重大战略需求,敢于啃‘硬骨头’,聚焦关键核心技术攻坚克难;另一方面立足现实,兼顾团队发展,让研究既有高度也能‘活下去’。”
让严丽受益终身的远不止科研方法。“丁老师和大连化物所很多科学家身上那种专注实业、服务国家、甘于奉献的治学态度与家国情怀,是我最宝贵的精神财富。”
当时科研经费紧张,实验器材都是公用的,“谁用完了,洗一洗放回原处,下一个人接着用”。办公区域与实验区域没有分开,而是在一个房间里。冬天冷,在室内也得穿羽绒服;夏天热,反应装置散热,没有空调,汗流浃背是常态。
“条件虽然艰苦,但我们都对未来的发展前景很有信心。”严丽说,“大连化物所这个平台能给我们提供很多成长的机会,整个团队团结向上、踏实肯干,大家都是一门心思做研究、攻技术。这让我相信,在这样的科研环境里,一定可以做出成果。”
这在20余年的坚守中被一次次验证。
从“拴原子”到工业化
严丽和团队选择的研究方向是乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇。
彼时,全球的氢甲酰化技术都是均相催化技术。这种方法存在诸多“先天不足”:催化剂与产物分离困难,贵金属和配体流失严重,大量低品位反应热未得到有效利用,还要使用大量溶剂。更严峻的是,2000年初,国内正丙醇产能极低,自给率不足30%,几乎全靠进口。
“我们希望开发出一条制备正丙醇的新路线,降低生产成本。”严丽说,“同时也能尽快打破依赖进口的局面,实现国产化,把关键原材料的生产主动权握在自己手里。”
目标清晰,道路却很艰难。这项技术需要解决的均相催化多相化过程中的贵金属和配体流失,是学术界多年未解的难题。
在实验室小试阶段,催化剂结构设计与配方定型就历经了无数次尝试与失败。“很多思路在理论上逻辑通顺、路径可行,可一旦到实验中,结果往往相去甚远。”团队只能沉下心来,设计大量对比试验,广泛查阅文献,日复一日在海量数据中梳理规律、寻找突破口。
如何防止催化剂中的贵金属流失?严丽解释道:“氢甲酰化反应的催化剂制备过程需要用到贵金属,价格最高时能达到每克7000元。然而,贵金属流失问题80多年来一直未解决。需要一股力量把它抓住——力量小了抓不住,贵金属就流失了;只有力量足够大,贵金属才不会脱落流失。这就必须把牵引的线做得又短又粗,足够牢固。”
这正是团队催化剂设计的核心理念——通过强配位作用牢牢锁住金属原子,制备出单原子催化剂,实现接近100%的贵金属利用率。
2020年8月,全球首套乙烯多相氢甲酰化及其加氢生产正丙醇工业化装置实现一次开车成功。多年的攻关终于结出了果实。
而在另一条“战线”上,一场新的“破局之战”悄然打响。
乙撑胺,一种重要的精细化工中间体,其生产技术长期被外国企业垄断,曾一度将价格控制在10万元/吨以上,国内企业只能高价进口。
“乙撑胺技术是大连化物所合成气转化与精细化学品催化研究中心(以下简称研究中心)第一套万吨级工业化装置。”严丽说,他们遇到的最大困难仍然与催化剂有关。“催化剂选择性差,伴随副产物多、分离难度大,且高温高压体系强腐蚀,中试放大时会出现材质选型失败、设备穿孔,导致试验中断。”
“高选择性催化、高效分离耦合、耐蚀材料与安全放大,三者必须同时突破,缺一不可。”严丽告诉《中国科学报》,团队研发出多种复合催化剂,精准调控关键参数,提升主产物选择性,成功解决了分离和耐腐蚀问题,有效降低了成本。
最终,这套乙撑胺绿色生产装置成功投产,一举打破了国外垄断。投产后,乙撑胺价格从超过10万元/吨迅速降到2万至3万元/吨。如今,该技术在国内外落地7套装置,总规模30万吨/年,国内市场份额超五成。
“这让我更加深刻地体会到,科研要扎根产业、服务国家,要把论文写在祖国大地上。”严丽说。
责任驱动前行
如今已是研究中心主任、团队带头人的严丽,始终感念导师丁云杰的言传身教。“丁老师在选题布局、团队管理及攻克关键科研难关等方面,都给予了我许多宝贵的经验和指导。我今天能够取得一些成绩,离不开他多年的悉心培养与无私提携。”
这种亦师亦友、同向而行的关系,也成为团队长期攻坚克难的重要基础。在培养学生和带领团队时,严丽最看重的品质是诚实守信。“这是科研的底线。数据真实、过程严谨,不浮躁、不投机,是一名科研工作者最基本的素养。”
严丽认为,科研工作者要有责任担当,关键时刻敢扛事、能顶上去。催化技术转化需要长时间在工厂工作。每天戴着安全帽、穿着工作服,和工人们一起奋战在生产第一线,这对严丽来说是常态。支撑她一直坚守一线的正是那份责任感。
“我们要对合作企业负责。一套工业化装置从立项到开车,投入大、环节多,凝聚了各方心血,我们必须拿出可靠、稳定的技术。同时要对大连化物所、对中国科学院负责。我们走出研究所、走进企业,代表的就是中国科学院的品牌与信誉。最后,我们要对整个团队负责。一项原创技术从实验室小试摸索,到中试放大,再到最终工业化落地,往往经历十几年甚至更长时间的研发,凝聚着团队几代人的心血与坚守。”严丽说。
展望未来,严丽和团队的目标清晰而坚定:“我们始终以国家需求为导向,一步一个脚印,努力把关键核心技术牢牢掌握在自己手里。”
《中国科学报》 (2026-05-14 第1版 要闻)