我1983年到中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡稱大連化物所)讀研究生，先后師從呂永安老師攻讀碩士學(xué)位和郭夑賢老師攻讀博士學(xué)位，其間獲聯(lián)合國教科文組織獎(jiǎng)學(xué)金，并在日本東京工業(yè)大學(xué)（導(dǎo)師為大西孝治教授）完成博士論文研究，1988年回國，1989年畢業(yè)留所工作。1993年我赴美國西北大學(xué)進(jìn)行博士后研究，歷三年，又返所，工作至今，凡三十六年。1999年紀(jì)念研究所50周年之際，曾撰文《情系大連化物所》，轉(zhuǎn)眼間二十年過去，在此采擷最近二十余年在研究所工作點(diǎn)滴，作為建所七十周年紀(jì)念。
攻堅(jiān)克難，研制紫外拉曼光譜技術(shù)
1996年8月，我攜全家辭別美國西北大學(xué)回到大連化物所，一轉(zhuǎn)眼二十三年過去了。在西北大學(xué)心無旁騖、埋首研究的三年時(shí)光，對(duì)我后來研究風(fēng)格的形成影響很大。
回國后，我回所開展的第一個(gè)研究課題是啟動(dòng)我國紫外拉曼光譜催化表征研究。那個(gè)年代尚沒有對(duì)回國年輕人的特殊資助，雖然回國當(dāng)年我獲得了國家自然科學(xué)基金委員會(huì)杰出青年基金資助，但遠(yuǎn)不足以購買研發(fā)工作必要的儀器部件。原中國科學(xué)院基礎(chǔ)局局長錢文藻得知這個(gè)情況后，表示基礎(chǔ)局特批資助100萬元，并建議研究所也匹配100萬元。時(shí)任所長楊柏齡非常重視這項(xiàng)工作，要求從國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備更新費(fèi)中撥出專款予以資助，經(jīng)過一番努力，經(jīng)費(fèi)勉強(qiáng)有了著落。
剛回國時(shí)我沒有研究生，組里辛勤老師，所里林勵(lì)吾、李文釗、楊亞書諸位老師讓我協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生，此外，我還協(xié)助所外的閔恩澤先生、李大東先生指導(dǎo)學(xué)生，這使我的研究工作很快開展起來。經(jīng)過兩年多的苦戰(zhàn)，我們逐一攻破了紫外拉曼光譜技術(shù)研制中的難題，終于在1998年底成功獲得積碳分子篩催化劑的紫外拉曼光譜，標(biāo)志著我國第一臺(tái)紫外拉曼光譜儀研制成功。由于具有創(chuàng)新性且對(duì)催化材料表征有重要意義，相關(guān)工作受到了國內(nèi)外好評(píng)，C&EN News將其評(píng)述為繼STM、SFG之后研究表面催化的三項(xiàng)重大進(jìn)展之一，并獲得了中國科學(xué)院發(fā)明獎(jiǎng)和國家科技發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
后來，紫外拉曼光譜研究從催化研究拓展到材料表征等更廣泛領(lǐng)域，國際上大部分光譜表征實(shí)驗(yàn)室配備了紫外和中紫外拉曼光譜儀。近年來，紫外拉曼光譜技術(shù)又成功應(yīng)用于我國深海探測(cè)，在紫外拉曼光譜技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上，我們又先后成功研制了國際上第一臺(tái)深紫外拉曼光譜儀和第一臺(tái)短波長手性拉曼光譜儀。
汽柴油脫硫，助力藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)
2000年之前，在進(jìn)行紫外拉曼光譜催化研究的同時(shí)，我們又布設(shè)了兩個(gè)重要的研究方向：多相手性催化合成和燃料油超深度脫硫。
我們?cè)噲D通過固相手性催化劑的創(chuàng)新走出一條不同于均相不對(duì)稱合成的路子。這個(gè)工作首先從Sharpless手性環(huán)氧化催化的多相化開始，后來與研究員楊啟華合作，先后確認(rèn)了微納米空間中手性催化反應(yīng)的限閾效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了活性中心耦合加速效應(yīng)以及酶催化的穩(wěn)定化效應(yīng)等，在國內(nèi)外均相—多相手性催化學(xué)術(shù)界產(chǎn)生較大影響，研究成果獲遼寧省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這方面的研究形成了催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)重要學(xué)術(shù)方向，至今仍在進(jìn)行之中。
上世紀(jì)90年代，我在歐洲、美國訪問時(shí)就了解到西方國家十分重視汽柴油的清潔化問題。當(dāng)時(shí)，我預(yù)見到隨著我國家用汽車數(shù)量迅速增加，大氣污染問題將會(huì)愈加嚴(yán)重。于是在1997年，我開始進(jìn)行超深度脫硫的基礎(chǔ)研究，發(fā)展了乳液催化脫硫，將柴油中幾百ppm硫含量降低到0.1ppm以下，這是截至目前報(bào)道的最好結(jié)果，與中石化撫順石化院合作進(jìn)行放大試驗(yàn)取得了與實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果相近的結(jié)果，可將柴油中含硫化合物完全脫除，遠(yuǎn)優(yōu)于國內(nèi)外清潔油品硫含量標(biāo)準(zhǔn)要求。一時(shí)間，乳液催化受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界高度關(guān)注。
經(jīng)過十多年的努力，油品超深度脫硫的應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果形成了汽油和柴油脫硫兩項(xiàng)工業(yè)化技術(shù)，并得到推廣應(yīng)用。例如，汽油催化反應(yīng)吸附脫硫技術(shù)，可將FCC加氫汽油中的硫含量從100ppm左右降低到低于10ppm水平，達(dá)到國五標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)在陜西延長萬噸級(jí)工業(yè)化示范后，在山東等地的企業(yè)中推廣，為助力藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)作出了貢獻(xiàn)。
砥礪前行，直面太陽能光催化分解水難題
世紀(jì)之交的2000年，國際氣候組織呼吁全世界關(guān)注地球家園的生態(tài)問題。這隱隱喚起我作為科技工作者的良心和責(zé)任：不僅僅滿足于自己的科學(xué)興趣，更要關(guān)注當(dāng)下的生態(tài)環(huán)境問題，思考更久遠(yuǎn)的未來人類生存問題。
1999~2000年，我先后利用在英國利物浦大學(xué)做短期訪問教授和在日本做JSPS Professor項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，帶著這些思考對(duì)歐洲和日本進(jìn)行了學(xué)術(shù)考察，之后做出了科研生涯中一個(gè)最大的決定：將正在進(jìn)行的傳統(tǒng)催化研究的重心轉(zhuǎn)向以太陽能為代表的可再生能源的研究，啟動(dòng)太陽能光催化分解水制氫和二氧化碳還原研究。
盡管國內(nèi)外許多科學(xué)家曾做過大量探索性研究，但對(duì)于光催化分解水的關(guān)鍵科學(xué)問題并不十分清楚。研究初期，我們把主要精力集中在甄別決定光催化系統(tǒng)的最關(guān)鍵因素上，經(jīng)過三四年的探索，基本上搞清楚了光催化體系性能的三個(gè)瓶頸：捕光、光生電荷分離和表面催化，且后二項(xiàng)互為卷積關(guān)系。隨后，我們分別在高效捕光材料、光生電荷分離機(jī)制和高效助催化劑三大方面部署了研究課題。為了在這幾個(gè)方面形成合力，我建議在潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室（籌）成立太陽能研究組群，鼓勵(lì)年輕學(xué)者集中攻克這些關(guān)鍵科學(xué)問題。2008年左右，我們相繼在寬光譜捕光材料、電荷分離機(jī)制和雙助催化劑方面取得進(jìn)展，國際光催化領(lǐng)域開始關(guān)注我們的研究。
在光催化基礎(chǔ)研究方面，我們?cè)谑嗄甑奶剿髦邢群笕〉眠@個(gè)領(lǐng)域的多項(xiàng)標(biāo)志性成果：合成了含氮含硫復(fù)合物半導(dǎo)體捕光材料，捕光范圍拓展到600nm；提出雙助催化劑策略，光催化質(zhì)子還原制氫反應(yīng)量子效率達(dá)到93%；發(fā)展了異相法電荷分離理論，發(fā)現(xiàn)了晶面間電荷分離效應(yīng)，首先研發(fā)了光催化劑表面光生電荷成像表征技術(shù)，直接觀察到光催化劑表面光生電荷的分布。這些基礎(chǔ)研究的進(jìn)展引起國際學(xué)術(shù)界重視，并為推動(dòng)國際太陽能研究發(fā)揮了一定作用。
在光催化、光電催化分解水制氫取得重要進(jìn)展的基礎(chǔ)上，受自然光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)耦合機(jī)理啟發(fā)，我們采用可再生能源分解水制氫，繼而二氧化碳加氫制甲醇的太陽能燃料合成路線，研制出高活性、高穩(wěn)定性的廉價(jià)電解水制氫催化劑和二氧化碳加氫高選擇性制甲醇固溶體催化劑，并完成了實(shí)驗(yàn)室小試和中試，目前正在進(jìn)行工業(yè)放大試驗(yàn)，為太陽能燃料規(guī)?；铣商铰贰?/p>
感恩時(shí)代，為祖國科研傾心奉獻(xiàn)
自1983年到大連化物所學(xué)習(xí)、工作，不知不覺已經(jīng)過了36年。在大連化物所，我度過了人生最好的青春年華，感慨萬千?；謴?fù)高考改變了我的一生，讓我一個(gè)西北偏遠(yuǎn)農(nóng)村的農(nóng)家孩子有了學(xué)習(xí)深造的機(jī)會(huì)；感恩大連化物所導(dǎo)師們的悉心培養(yǎng)，使我走上科學(xué)研究之路；感恩改革開放，使我在科學(xué)研究中能夠發(fā)揮作用，有幸參與了中國科學(xué)的快速發(fā)展；感謝與我共同奮斗的同事們，特別懷念我的兩位英年早逝的助手——任通博士和蔣宗軒研究員，還要特別感謝我的歷屆研究生和博士后，與他們共同的努力，使我的科研道路充滿信心和希望。
祝愿研究所的明天更加輝煌，為國家乃至人類社會(huì)的永續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)！
作者簡介：
李燦，1960年1月生于甘肅省金昌市，中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士、歐洲人文和自然科學(xué)院外籍院士?，F(xiàn)任中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所太陽能研究部部長。
