近日，催化領(lǐng)域的重要期刊ACS Catalysis以“Can Li: A Career in Catalysis”為題，發(fā)表了介紹中科院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦的Account文章。該文章以時(shí)間軸為主線，從李燦研究生、博士后開始到獨(dú)立從事科研工作，以學(xué)術(shù)和工作經(jīng)歷穿插敘述相結(jié)合的方式，系統(tǒng)綜述了李燦過去近40年的學(xué)術(shù)生涯與主要學(xué)術(shù)成就，并回顧了李燦的每一位導(dǎo)師，以及部分朋友、研究助手和學(xué)生在其科研生涯中所作出的貢獻(xiàn)，展示了李燦的重要、原創(chuàng)性概念和其發(fā)現(xiàn)的演化脈絡(luò)，值得催化領(lǐng)域的同行、特別是青年學(xué)者閱讀。
近十年，ACS Catalysis期刊遴選國際催化領(lǐng)域著名科學(xué)家以專論（Account）方式予以介紹，迄今，共發(fā)表17篇“Career in Catalysis”的Account文章，包括國際催化領(lǐng)域著名學(xué)者英國卡迪夫大學(xué)Graham J. Hutchings、加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校Bruce Gates、加州大學(xué)伯克利分校Alexis T. Bell等，李燦是首位被邀登上該Account欄目的華人科學(xué)家。
李燦的催化研究跨度很寬，尤其在催化劑和催化反應(yīng)的光譜表征研究方面貢獻(xiàn)卓著，貫穿其學(xué)術(shù)生涯。1998年，李燦成功研制第一臺(tái)用于催化和材料研究的紫外（共振）拉曼光譜儀，在國際上最早利用紫外拉曼光譜解決分子篩骨架雜原子配位結(jié)構(gòu)和合成機(jī)理等問題；發(fā)展了納米籠中的手性催化合成并同時(shí)成功研制用于手性分子結(jié)構(gòu)表征的短波長(zhǎng)手性拉曼光譜儀，長(zhǎng)期探索DNA催化等基礎(chǔ)科學(xué)問題；基于多年基礎(chǔ)研究成果，2006年成功研發(fā)汽油和柴油超深度脫硫技術(shù)，兩項(xiàng)技術(shù)均實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為我國大氣霧霾治理作出貢獻(xiàn)，在燃料油超深度脫硫的研究中發(fā)展了乳液催化，并拓展到水油兩項(xiàng)的有機(jī)催化合成。2001年起，李燦逐步轉(zhuǎn)向可再生能源轉(zhuǎn)化利用的研究，致力于太陽能光（電）催化分解水、二氧化碳還原等人工光合成研究和新型太陽電池探索研究等太陽能轉(zhuǎn)化和利用科學(xué)研究，在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面，先后提出了異相結(jié)、晶面間光生電荷分離等原創(chuàng)性新概念，受自然光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)機(jī)制的啟發(fā)，提出可規(guī)?；柲芊纸馑茪涞摹皻滢r(nóng)場(chǎng)”策略，光催化和光電催化分解水體系的太陽能制氫效率保持最高記錄；自主研發(fā)了具有原創(chuàng)性的時(shí)間-空間分辨的光生電荷原位動(dòng)態(tài)表征方法等。在太陽能分解水制氫研究的基礎(chǔ)上，李燦提出將光反應(yīng)和暗反應(yīng)分兩步進(jìn)行的策略實(shí)現(xiàn)太陽燃料（也稱“液態(tài)陽光”）合成，即利用太陽能等可再生能源實(shí)現(xiàn)分解水制氫（光反應(yīng)），然后解決二氧化碳加氫制甲醇等燃料（暗反應(yīng)）的兩步法合成太陽燃料甲醇，2020年完成了全球首套千噸級(jí)規(guī)模太陽燃料合成示范，對(duì)我國新能源發(fā)展、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
李燦是著名的物理化學(xué)家，為我國和世界催化科學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，他的工作受到催化領(lǐng)域高度認(rèn)可。2004年，李燦成為第一位榮獲“國際催化獎(jiǎng)”的發(fā)展中國家科學(xué)家。2008年，他當(dāng)選為國際催化理事會(huì)主席，是半個(gè)多世紀(jì)以來當(dāng)選該學(xué)會(huì)主席的第一位中國科學(xué)家，也是出任該學(xué)會(huì)主席的第一位發(fā)展中國家科學(xué)家。2016年，作為會(huì)議主席，李燦成功組織舉辦第十六屆國際催化大會(huì)，這是被譽(yù)為催化領(lǐng)域的“奧林匹克”會(huì)議首次在中國舉辦，是中國從催化大國向催化強(qiáng)國邁進(jìn)的起點(diǎn)。李燦還積極推動(dòng)中國與其它國家在催化與科學(xué)技術(shù)方面的合作，先后建立中法聯(lián)合催化實(shí)驗(yàn)室、啟動(dòng)中荷戰(zhàn)略合作聯(lián)盟、中日韓前瞻計(jì)劃等國際催化合作項(xiàng)目。
李燦為我國催化科學(xué)的學(xué)科布局、發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、人才培養(yǎng)和引進(jìn)等科技事業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。他曾任催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，在其任職期間，實(shí)驗(yàn)室持續(xù)取得了一批在國內(nèi)外有重大影響的基礎(chǔ)研究成果和重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果，已成為國際知名的催化研究中心。李燦先后多次擔(dān)任中國化學(xué)會(huì)催化專業(yè)委員會(huì)主任，為提攜年輕科學(xué)家、推動(dòng)國內(nèi)學(xué)術(shù)活動(dòng)和合作研究方面作出大量貢獻(xiàn)。李燦作為共同主編的Chinese Journal of Catalysis（《催化學(xué)報(bào)》）目前已成為國際催化領(lǐng)域具有重要影響的學(xué)術(shù)刊物之一。
人物側(cè)記：
李燦：科學(xué)道路上的行者
8月的大連云淡風(fēng)輕、碧海藍(lán)天，夾雜著海蠣子味的海風(fēng)撲面而來。李燦與妻子、女兒結(jié)束了國外訪學(xué)工作，回到了“塵封”3年的家中，一番簡(jiǎn)單收拾，當(dāng)天下午，李燦就回到大連化物所上班了，啟動(dòng)紫外拉曼光譜的研制工作。
這一年是1996年，國際紫外拉曼光譜應(yīng)用與催化方面的相關(guān)研究剛剛開始，李燦迫切地希望盡快在國內(nèi)開展相關(guān)研究，及早在國際催化界占一席之地。
從此，他很少休過周末、節(jié)假日，“似乎有使不完的勁兒，干不完的工作”。
拉曼光譜是表征催化劑和催化反應(yīng)的最有力的工具之一，但多年來并未在催化研究中得到廣泛應(yīng)用，主要困難是熒光干擾和靈敏度低。
回國前的3年，李燦在美國西北大學(xué)催化與表面研究中心工作，他與國際表面催化領(lǐng)域頂尖專家、中心教授Peter Stair合作，在實(shí)驗(yàn)上證明了紫外拉曼光譜可以避開熒光干擾，這也是第一次利用紫外拉曼光譜儀成功獲得實(shí)用催化劑的拉曼光譜。這一成果在美國催化界備受關(guān)注。
回國后，李燦首先需要解決的問題是紫外拉曼光譜技術(shù)。研制過程歷經(jīng)波折，由于國際上當(dāng)時(shí)連續(xù)波紫外激光器剛問世不久，獲得穩(wěn)定激光光源很困難。此外，李燦帶回來的分光系統(tǒng)在紫外區(qū)未鍍膜，光柵也不能在紫外區(qū)工作，更嚴(yán)重是，加工內(nèi)反射橢圓收集光鏡等關(guān)鍵部件時(shí)遇到困難。
李燦帶著團(tuán)隊(duì)一面自力更生，一面到處聯(lián)系可加工部件的工廠，解決一個(gè)個(gè)技術(shù)難題。
經(jīng)過2年的努力，終于在1998年底，成功研制出了國內(nèi)第一臺(tái)用于催化和材料研究的紫外拉曼光譜儀。興奮之余，李燦馬上投入了新表征技術(shù)的催化研究：催化劑表面積碳、分子篩合成、雜原子分子篩結(jié)構(gòu)表征等等。
團(tuán)隊(duì)利用紫外拉曼光譜儀，在國際上第一次成功鑒定雜原子分子篩中骨架過渡金屬雜原子結(jié)構(gòu)，雜原子分子篩催化劑的活性中心結(jié)構(gòu)是當(dāng)時(shí)綠色氧化催化的關(guān)鍵科學(xué)問題。時(shí)至今日，國際上過渡金屬雜原子分子篩的研究，多采用紫外共振拉曼技術(shù)表征其活性中心。
紫外拉曼光譜，成為國際催化界一種標(biāo)志性研究進(jìn)展。與此同時(shí)，立足工業(yè)需求與前沿難點(diǎn)，李燦還布局了多相手性催化合成和燃料油超深度脫硫研究，不僅在基礎(chǔ)研究上取得國際最好的結(jié)果，更推進(jìn)了催化工業(yè)化進(jìn)程。
此后，李燦不斷被邀請(qǐng)寫綜述、出席國際會(huì)議作報(bào)告等。2004年，李燦成為發(fā)展中國家首位榮獲“國際催化獎(jiǎng)”的科學(xué)家。2008年，他當(dāng)選為國際催化理事會(huì)主席。
經(jīng)過幾代科學(xué)家的努力，在李燦等一批中國催化科學(xué)家的帶領(lǐng)下，2016年，有“國際催化領(lǐng)域奧運(yùn)會(huì)”之稱的第十六屆國際催化大會(huì)在北京舉行，我國催化科學(xué)研究正式走向國際舞臺(tái)。
世紀(jì)之交，那是李燦科學(xué)研究最為活躍的時(shí)期之一。
彼時(shí)，一個(gè)“命運(yùn)之問”埋藏在李燦心中：百歲催化科學(xué)，未來該何去何從？
一直以來，中國等許多發(fā)展中國家依賴煤、石油、天然氣等化石資源，過去的催化研究，主要解決化石資源作為能源和材料的轉(zhuǎn)化問題，然而，化石能源帶來的環(huán)境、生態(tài)，以及可持續(xù)發(fā)展問題日益嚴(yán)重?；貧w人類生態(tài)文明的呼聲越來越高。
作為科技工作者，可以做些什么？
“全球氣候變化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，還需關(guān)注當(dāng)下的環(huán)境問題和未來人類生存的生態(tài)問題?！崩顮N說，發(fā)展利用太陽能及以太陽能為源泉的各種可再生能源是人類修復(fù)地球生態(tài)平衡的根本出路。
李燦帶著思考，訪問日本，從北海道開始，一路南下至九州，與所有主要從事太陽能研究的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了訪問交流。
2001年，李燦做了他科研生涯中一個(gè)重大而又“大膽”的決定：轉(zhuǎn)移傳統(tǒng)催化重心，啟動(dòng)太陽能光催化分解水制氫研究。因?yàn)?，利用太陽能，催化分解水制氫，并將二氧化碳加氫轉(zhuǎn)化制成甲醇等太陽燃料是最理想的選擇。
之所以“大膽”，是因?yàn)檫@是個(gè)世界性難題。由于其巨大挑戰(zhàn)、進(jìn)展緩慢，至2000年時(shí)，我國幾乎已無人堅(jiān)持光解水制氫研究。
“世界性難題本身就有意義，失敗了也值得?！比缬率堪?，李燦堅(jiān)毅地攀登著科學(xué)的高峰。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。在李燦多年的摯友、日本東京工業(yè)大學(xué)的堂免一成教授的幫助下，他裝配了第一套光催化分解水實(shí)驗(yàn)裝置，獲得了中石化風(fēng)險(xiǎn)資助第一筆研究資金……
有了初步條件，找準(zhǔn)瓶頸科學(xué)問題，李燦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，埋頭攻關(guān)“三大戰(zhàn)役”：高效捕光材料、光生電荷分離機(jī)制和高效助催化劑，為太陽燃料合成打下理論基礎(chǔ)。圍繞太陽能人工光合成先后提出太陽能光催化制氫的“氫農(nóng)場(chǎng)”HFP 1.0、HFP 2.0和HFP 3.0策略。
二十載初心不變，李燦從自然光合作用中學(xué)習(xí)，提出實(shí)現(xiàn)太陽燃料合成的“兩步法”，即利用太陽能等可再生能源實(shí)現(xiàn)分解水制氫，然后解決二氧化碳加氫制甲醇等燃料的兩步法合成太陽燃料。與此同時(shí)，開展工業(yè)示范，目前，李燦團(tuán)隊(duì)已完成了全球首套千噸級(jí)規(guī)模太陽燃料合成示范，邁出了將太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。
李燦團(tuán)隊(duì)在太陽能人工光合成研究方向取得了多項(xiàng)標(biāo)志性成果，引起國際學(xué)術(shù)界重視，先后兩次參與和主持編制太陽能研究國際白皮書，并在全世界發(fā)布，推動(dòng)國際太陽能人工光合成研究。李燦及其所帶領(lǐng)的太陽能研究部受到國家基金委、國家科技部和中國科學(xué)院的資助。2020年經(jīng)專家評(píng)審，李燦的團(tuán)隊(duì)獲得國家基金委“人工光合成基礎(chǔ)科學(xué)中心”項(xiàng)目的支持。如今，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)迫在眉睫，綠氫、綠色甲醇等太陽燃料被國內(nèi)外專家認(rèn)為是解決二氧化碳減排，甚至達(dá)到“雙碳”目標(biāo)的理想途徑。
團(tuán)隊(duì)成員驚喜地發(fā)現(xiàn)，這是一種必然的“不謀而合”！其實(shí)李燦在2001年已經(jīng)前瞻未來發(fā)展，“知道你要來，我奔赴”。數(shù)十年如一日，咬定青山不放松，“只要踏實(shí)堅(jiān)持下去，總能為國家和人類作出自己的貢獻(xiàn)”，李燦如是說。
“大凡科學(xué)研究追熱點(diǎn)易，鮮有從極冷處入手！”李燦感嘆。他常用這些經(jīng)歷勉勵(lì)年輕人，科技工作者要有社會(huì)責(zé)任感、關(guān)切人民需求，課題立項(xiàng)要有前瞻性，更重要的是，催化研究應(yīng)從重大應(yīng)用背景中抽提科學(xué)課題，切記不要只是從書本上和文獻(xiàn)中找課題、更不應(yīng)該簡(jiǎn)單地跟風(fēng)追熱。
李燦走上催化科學(xué)之路，是在大連化物所讀研究生時(shí)確立的。在導(dǎo)師呂永安的指導(dǎo)下，對(duì)催化反應(yīng)的“小試牛刀”，讓他充滿興趣，“這種對(duì)科學(xué)研究的興趣是我以后不斷探索科學(xué)的內(nèi)在動(dòng)力。”李燦說。
用李燦的學(xué)生、大連化物所研究員范峰滔的話來說，“李老師特別善于學(xué)習(xí)，也時(shí)刻在學(xué)習(xí)新的東西?！?/p>
在大連化物所學(xué)習(xí)博士導(dǎo)師郭燮賢的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、研精覃思。在日本讀博士，學(xué)習(xí)老師和同學(xué)們的勤奮，不慕虛名、不追熱點(diǎn)，認(rèn)準(zhǔn)目標(biāo)并堅(jiān)持。為了獲得更多實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，李燦從早上8點(diǎn)工作到晚上12點(diǎn)，“拼命”努力……
1993年，盡管已被破格晉升為研究員，但李燦卻覺得“不夠格”，為了盡快達(dá)到國際水平，他帶著深造和拓寬視野的期望來到國際上著名催化研究中心——美國西北大學(xué)催化與表面研究中心學(xué)習(xí)。
在美國西北大學(xué)，李燦師從諸多催化界大師，更是求知似渴，除了具體科學(xué)研究，還特別注重學(xué)習(xí)大師們的治學(xué)經(jīng)驗(yàn)。參加了中心多位教授的組會(huì)，學(xué)習(xí)他們科研組織和管理理念與方式，了解最新的研究動(dòng)態(tài)；參加幾乎每一場(chǎng)每周五中飯時(shí)間的學(xué)術(shù)報(bào)告，沉浸式的科學(xué)研究氛圍，讓他的創(chuàng)新思維充分激發(fā)。3年里，李燦記了7大本學(xué)術(shù)報(bào)告筆記，現(xiàn)在仍常翻看這些筆記，仍有新鮮感。
“無論自己到了什么樣的高度，常懷感恩之心，銘記師長(zhǎng)的指導(dǎo)，提攜為自己默默付出的人?！崩顮N說。
回到大連化物所，李燦傾注心血，將所學(xué)全部用在研究所科研布局、學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)中。李燦培養(yǎng)了160多名學(xué)生、60多名博士后，“弟子”們也大多成為催化學(xué)界的中流砥柱，成為推動(dòng)我國催化學(xué)術(shù)和工業(yè)發(fā)展的新生力量。
2003年，李燦當(dāng)選為中國科學(xué)院院士，他沒有停歇，而是以此為起點(diǎn)，開始了新的征程。20年來，一直與年輕科研人員一起拼搏在科學(xué)研究的第一線；現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入花甲之年，李燦仍感“壯志未竟年已逝”，現(xiàn)在，他每天都去實(shí)驗(yàn)室，閱讀文獻(xiàn)、思考方向，與研究生探討，共享喜悅或挫敗?！斑@就是我作為一個(gè)科學(xué)工作者最大的樂趣?！崩顮N熱愛這種簡(jiǎn)單的生活。
