往期阅读
当前版: 12版 上一版  下一版
上一篇    下一篇
放大 缩小 默认   

追风逐梦 不忘初心

——记内蒙古大学化学化工学院“骏马计划”特聘研究员高瑞
高瑞 高瑞,理学博士,1985年生,内蒙古大学“骏马计划”B1岗位、特聘研究员,教授,博士生导师。研究方向包括:费托合成催化剂Fe基催化剂体系的结构及费托反应机理;甲醇重整制氢催化剂(Pt/Mo-C)及反应机理;水煤气变换反应催化剂(Au,FexCy和Fe3O4)及反应机理。截至2018年12月,共发表期刊论文22篇。
  □郭成

  寒冬的清晨,天蒙蒙亮,身着白大褂的高瑞已经开始在实验室里忙乎。一个煎鸡蛋,几片面包,是她的早餐。

  随着窗外的声音逐渐嘈杂,学生们纷纷踏入实验室,高瑞要开启教学时间了。“这个数据有问题,重来一遍”“注意试剂不要掉在手上”……从试剂取量、实验动作的示范到仪器使用,高瑞都会进行指导。

  正午,实验室回归平静。但高瑞并没有离开,她要将早上所做的实验数据重新梳理一遍。那份放在桌子上的早餐,此刻成了她的午餐。

  高瑞是内蒙古大学“骏马计划”特聘研究员、博士生导师。虽然这样节奏紧张的生活在外人看来有些乏味,但她却乐在其中。不断深入的学习和研究,终使她实现了自己的科学家梦。

  遥望梦想

  高瑞是个出生在内蒙古包头市土右旗的“80后”,儿时的她对外界的了解,多是通过家里那台老旧的黑白电视机。“当时在《新闻联播》上经常会播放我国在科学方面取得重大成果的报道,看着科学家们为国家一次次作出的突出贡献,我也想成为他们那样的人。”筑梦科学,改变了高瑞一生的轨迹。

  2003年,是高瑞人生中最重要的一年。这一年,全国人民团结一致打赢了抗击非典疫情的战争,而高瑞则在略显紧张的气氛中,参加了被称为“全国有史以来最难的高考”。

  “直到现在,我依然记得同学们考完数学之后抱头痛哭的场景。”高瑞说,庆幸的是,高考后自己并没有加入“痛哭大军”,由于数理化等学科功底扎实,她总成绩还比较理想,最终被内蒙古大学化学化工学院工程与工艺专业录取。

  进入大学,专业课的学习逐渐为高瑞的梦想指明了方向。“小时候只想当科学家,但进入大学后才发现,科学家的门类有很多,我要成为哪一类科学家,这曾经非常困惑。好在我所学的专业,正是我的兴趣所在,我喜欢那些逻辑性比较强的科目。”高瑞说。

  随着大学学习的深入,高瑞在痴迷于化学世界的同时,也深感自己与真正科学家的差距。唯有进一步深造,才能离梦想越来越近。高瑞一边遥望着自己的梦想,一边规划着进一步求学的方向。

  大学毕业后,经过一年的苦读,高瑞取得了中国科学院山西煤炭化学研究所的硕博连读面试资格,并顺利进入到课题组。

  刻苦钻研

  高瑞进入了李永旺研究员的课题组,即中科合成油技术有限公司(中科合成油技术有限公司是李永旺研究员一手创办的科研型公司),从事费托合成反应机理的理论研究工作。

  费托合成反应是一个十分复杂的反应,不仅产物种类繁多,而且工业应用的铁基催化剂物相多变,当时所有的分析技术和实验手段很难给出合理、准确的费托反应机理,因此使得费托反应机理成为学者们长期以来难以攻克的研究难点。

  面对这样一个复杂的课题,高瑞阅读了大量的文献,设计了合理、独到的研究方案,通过大量的理论计算,系统研究了费托反应可能涉及的各类相关反应机理,如CH4、C2物种、H2O和CO2的生成路径,以及水煤气变化反应机理。

  经过6年的刻苦钻研,高瑞对大量反应路径进行了高通量研究,预测了真实条件下催化剂的活性相结构是由氧化物及碳化物组成的混合相态,催化剂物相的合理调控是影响产物选择性的重要因素,并提出了H2O在物相调控中的重要作用,为工业催化剂工艺条件的优化提供了重要的基础信息,并大大节省了工业操作成本,提高了催化剂寿命,大幅度改善了油品的选择性。2014年7月,成功在国外本领域顶级期刊发表了两篇高水平研究论文之后,高瑞顺利拿到了博士学位。

  “回想6年的博士生活,我成为了导师眼中的加班狂。6年里,我几乎没有节假日,每天除了回出租屋睡觉,就是呆在实验室干活。租的房子也都是离实验室最近的地方,这样就可以保证随时去实验室。”在别人眼里,这样的生活也许是非常枯燥乏味的,但对于高瑞来说,却觉得那是一种享受。每当夜深人静,高瑞走在回家路上的时候,都会觉得这一天过得特别充实、特别满足。相反,如果她某一天没能去成实验室,总觉得心里好像缺少了点什么。

  随着博士即将读完,这时的高瑞离科学家已经越来越近了。

  花开结果

  鉴于高瑞博士期间的出色表现,导师李永旺推荐她到北京大学继续做博士后研究,进一步从理论方法的发展方面进行深入研究。

  在北京大学博士后工作期间,高瑞与多位催化及材料领域知名教授进行了紧密的合作研究,承担了多个科研项目,进一步将理论方法及理论工具在催化及材料方面的应用推向了更高的方法论层次。研究方向也从单一铁基费托合成催化剂扩展到了多个能源转化相关的非均相催化剂体系。

  高瑞通过量子化学计算,从理论上研究催化剂体系的结构和电子性质,及其相关反应机理。多相研究成果都发表到了国外最有影响力的顶级期刊上,如Nature,Science,Angew.Chem.Int.Ed等。

  其中与北京大学马丁教授合作的研究成果“单原子分散Pt/α-MoC催化剂表面甲醇低温水相重整制氢”(共同第一作者,Nature2017,544,80-83.),被评选为2017年度中国科学十大技术进展奖之一。该研究成果采用铂-碳化钼双功能催化剂(其中铂以原子水平分散于立方相碳化钼纳米颗粒表面),在低温下(150~190oC)无需强碱即可实现对水和甲醇的高效活化和催化重整。在190oC时,催化速率高达18,046 molH2/(molPt*h),活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。

  该研究成果为甲醇水液相重整制氢与燃料电池的联用提供了可靠的催化剂选择。美国化学会旗下C&E News 杂志以“氢能源:制备氢燃料新过程”(“Hydrogen power: New process for generating hydrogen fuel”)为题对该工作进行了亮点报道。特拉华大学能源中心主任Dion Vlachos教授评论这个新过程“在反应性能上处在技术前沿”(“has a technological edge”);而德国莱布尼兹催化所所长Matthias Beller教授认为这个催化体系是一个重大突破(“Beller calls Ma’s catalyst 'a major breakthrough'”)。

  “一分耕耘,一分收获。由于我在博士期间得到了良好、系统的训练,以前所有的苦,终于在博士后期间开花结果。”儿时梦想的实现,是对高瑞多年来付出的最大肯定。

  回归母校

  “短短3年的博士后生活很快结束了,我面临着人生最重要的抉择,工作去向。鉴于我博士后期间出色的工作,北京理工大学和北京化工大学都向我伸出了橄榄枝。”高瑞说,在她做博士后期间,她的爱人已经在北京得到了一份非常令人艳羡的工作,因此她认为,自己往后的生活将在北京度过。

  然而生活总是充满不确定。2017年,在阔别母校10年后,高瑞回到内蒙古大学参加了建校60周年庆典。正是这一次的不期而遇,勾起了她对家乡、对母校的无限向往。

  “内心一种强烈的声音告诉我,回到家乡,回到母校,用自己学到的知识建设家乡,报答母校。当我把这一想法告诉爱人时,他表示出极大的肯定与支持。爱人放弃了北京优越的工作,陪我回到了我的母校。”高瑞回到了内蒙古大学,回到了那个梦想开始的地方。

  当高瑞站到讲台上,看着台下的学生,仿佛就像看着当年的自己。她以极大的热情投入到了教学工作。高瑞不仅向学生讲授知识,还将自己成长的点点滴滴分享给学生,希望他们从自己成长经历中汲取经验教训少走弯路。

  “我希望自己能培养出优秀的学生,也希望用自己所学知识报答母校的培育之恩。除了日常教学外,我几乎将自己所有的精力都投入到了科学研究当中。”投身教育的高瑞,并没有放弃进一步的科学研究。

  入职内蒙古大学不到一年时间,高瑞已在国际顶级期刊上发表多篇高水平研究论文,并成功申请到国家自然科学基金。与此同时,高瑞还与北京大学及中科院等科研院校开展合作研究,并以共同第一作者身份发表了3篇国际顶级期刊论文(Nature nano.;J.Am.Chem.Soc.;Chem,2018)。

  “理想是人生的风帆,荣誉是成功的投影,对事业的不懈追求是生活中的醇酒。”高瑞说,内蒙古大学是她筑梦的地方,她将会在这里,用自己的所学为母校培养新一代的逐梦青年。

上一篇    下一篇
 
     标题导航
~~~——记内蒙古大学化学化工学院“骏马计划”特聘研究员高瑞
~~~
   第01版:一版要闻
   第02版:要闻
   第03版:出彩
   第04版:国内新闻
   第05版:特刊
   第06版:首府观察
   第08版:国内新闻
   第09版:论道
   第10版:评论
   第11版:先锋
   第12版:出彩
追风逐梦 不忘初心
内蒙古人保财险: 发挥好财险业排头兵作用 全力支持自治区民营企业发展壮大