本刊記者 謝 敏 魯長國
他是一名教師,深受學(xué)生愛戴,三尺講臺,他揮灑的不僅是汗水,更多的是真情;他是一名科研工作者,屢獲嘉獎,成果豐碩,著作等身,但從不居功自傲,始終謙虛謹慎;他絲毫沒有官架子,笑容滿面,平易近人,被學(xué)生們親切的稱為“老馬”。他就是蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長、精細化工研究所所長、博士生導(dǎo)師、“科學(xué)中國人(2013)年度人物”——馬建泰。
二十多年來,馬建泰教授主要從事工業(yè)催化劑與催化工藝方面的教學(xué)與研究工作。除了在蘭州大學(xué)化工學(xué)院任職外,他還兼任甘肅省化工催化工程實驗室主任,甘肅省化工學(xué)會副理事長、蘭州大學(xué)大學(xué)學(xué)報編委、化工科技編委等職。
1982年,馬建泰畢業(yè)于蘭州大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)專業(yè),獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。隨后,他師從孟益民教授深造,在物理化學(xué)專業(yè)催化與動力學(xué)研究方向進行了為期3年的學(xué)習(xí)和研究,1985年獲得理學(xué)碩士學(xué)位。研究生畢業(yè)后,馬建泰留校任教。從此,他開始了人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的生涯。
隨著教學(xué)的不斷深入,馬建泰開始意識到自己知識的不足,于是他又萌發(fā)了繼續(xù)深造的想法,并于1995年獲得蘭州大學(xué)有機化學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。從1978年本科入學(xué)開始算起,前前后后,馬建泰教授已經(jīng)在蘭大待了36年,可謂是土生土長的蘭大“化學(xué)人”。從青澀到老成,從刻苦求學(xué)的學(xué)生到一名青年教師,從年輕的講師到資深的教授,這條路他一走就是30多年。這么多年走過來,他早已習(xí)慣了這里的一草一木,早已離不開這里了。記者了解到,曾經(jīng)有在京名校成立化學(xué)專業(yè)請他去做教學(xué)管理指導(dǎo)工作,他毫不猶豫地直言拒絕:“我在蘭大挺好的!我起家就在這兒,我的家底兒都在這兒!”這個土生土長的蘭大化學(xué)人身上折射出的正是蘭大人扎根西部大地、“居一隅而雄天下”的蘭大氣概。
1985年,馬建泰教授留校任教。近30年的教學(xué)經(jīng)驗使他不僅沉淀出了特有的教學(xué)藝術(shù),更收獲了學(xué)生的贊美和信任?!爸v課一氣呵成,思路清晰,結(jié)構(gòu)嚴謹,頗有學(xué)者的自信和魄力”,這是學(xué)生們對馬建泰教授講課風(fēng)格的評價,而《物理化學(xué)》已經(jīng)成為他執(zhí)教30年的陳釀佳品。
《物理化學(xué)》這門課,馬老師已經(jīng)講授多年,但是他仍然堅持認真?zhèn)湔n,不斷更新教案。雖然已經(jīng)是博士生導(dǎo)師,但他從不以專家自居,依然堅守教學(xué)第一線。長期以來,他不僅面向研究生開設(shè)《催化研究方法》、《固體化學(xué)導(dǎo)論》和《固體表面化學(xué)與表征》,而且面對本科生講授《物理化學(xué)》、《反應(yīng)動力學(xué)與機理》、《結(jié)構(gòu)與物性》等課程,并指導(dǎo)本科生的《大學(xué)化學(xué)實驗》。在認真上好每一堂課、批改每一份作業(yè)和勤于輔導(dǎo)學(xué)生的同時,為了適應(yīng)當代高等教育發(fā)展的要求,他還要不斷充實自我,提高教學(xué)能力。一是堅持博覽群書,掌握學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài),保持寬闊的學(xué)術(shù)眼界;二是在職攻讀博士研究生,在潘鑫復(fù)教授的指導(dǎo)下,1995年獲得理學(xué)博士學(xué)位,進一步完善了知識結(jié)構(gòu);三是通過到境外(香港中文大學(xué)化學(xué)系,1993~1994年)學(xué)術(shù)訪問和工作,拓寬了學(xué)術(shù)視野,提升了研究能力。
“課本是骨架,老師的任務(wù)就是往骨架上貼肉,貼肉的方式不一樣只是因為各個老師的理解程度不一樣而已?!睂τ隈R建泰教授來說,每一節(jié)課都有不同的體味,每一年都有新的總結(jié)。他所認為的教學(xué)是一門能考驗個人理論扎實程度、挑戰(zhàn)老師演講口才、體現(xiàn)老師綜合素質(zhì)的課程?!段锢砘瘜W(xué)》對于化學(xué)院的學(xué)生來說是一門基礎(chǔ)課程,但一直以來被學(xué)生們稱為“老虎課”,其難度不言而喻。然而,馬建泰教授或許從一個故事講起,或許從一個科研案例開始分析,引經(jīng)據(jù)典,旁征博引,把“老虎課”變得妙趣橫生,深受學(xué)生們歡迎。
在他看來,中學(xué)的應(yīng)試教育已經(jīng)把學(xué)生變成了復(fù)讀機器,流水線式的生產(chǎn)方式使學(xué)生們?nèi)笔Я俗隹茖W(xué)研究的好奇心和激情。因此,在大學(xué)里,學(xué)生們需要正確的引導(dǎo)和啟發(fā),因而老師就得從教學(xué)方法這一環(huán)節(jié)上下功夫。對此,馬建泰教授有一套獨特的啟發(fā)式教育法。在《物理化學(xué)》課上,經(jīng)常有很多公式,而這些紛繁冗雜的公式又以各式各樣的條件為依托,這經(jīng)常讓學(xué)生困惑不已。在推導(dǎo)公式的過程中,他能夠深入淺出的進行引導(dǎo),追本溯源,教學(xué)生們從公式最原始的定義開始著手,細心地引導(dǎo)大家一步一步慢慢推導(dǎo)。在他看來,一個公式,一個反應(yīng),我們應(yīng)該關(guān)注的不僅僅是最終的結(jié)果或者中途的條件,只有刨根問底,找到最初始的起源才是解決問題的關(guān)鍵。
他堅持互動式的教學(xué)方式,上課時臉上永遠掛著一副笑容,學(xué)生說,“這是馬老師對自己講課水平的一種自信,更是對同學(xué)們的一種信任”。他用自己獨特的講解方式和多年來從教學(xué)實踐中總結(jié)出來的最有助于同學(xué)們理解的教學(xué)方法,輔以充分的激情講授,引起了同學(xué)們對課程學(xué)習(xí)的極大興趣,并產(chǎn)生了強烈的反響和共鳴。
講課多年,教學(xué)內(nèi)容和教案的框架早已爛熟于心。但是每次上課前,馬建泰教授還是會專門花時間備課。在勤于鉆研教材的同時,他還堅持理論聯(lián)系實際,融學(xué)科的新知識、新方法、新成果、新技術(shù)于課堂教學(xué)。他授課過程條理清晰,重點、難點突出,善于利用學(xué)生的求知欲和好奇心,通過循循善誘,使教學(xué)過程的每一個環(huán)節(jié)都成為發(fā)展學(xué)生智力的階梯,讓學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力在學(xué)習(xí)的過程中得到培養(yǎng)和提高。為了能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,他喜歡就同一個問題,挖掘多種講法。為此,他的學(xué)生從國外給他帶了《物理化學(xué)》的多種經(jīng)典版本。對于馬建泰老師來說,教學(xué)和科研是相輔相承的。他認為,代基礎(chǔ)課對科研很有幫助,這樣能從多角度、跨領(lǐng)域思考問題,避免科學(xué)研究單一性所致的鉆牛角尖兒的情況。因此,他從留校任教就開始講授這門“老虎課”,除了在香港做訪問學(xué)者的兩年時間外,其余從未間斷。
除了課堂上的教學(xué)外,馬建泰教授更關(guān)心學(xué)生的成長,把教書和育人融為一體。身為化學(xué)化工學(xué)院副院長兼精細化工研究所所長,盡管公務(wù)繁忙,但他仍然堅持深入學(xué)生,為學(xué)生釋疑解難。身為人民教師,他堅持利用課余時間到榆中校區(qū)為學(xué)生輔導(dǎo)答疑,并在輔導(dǎo)答疑的過程中不失時機地向?qū)W生傳授學(xué)習(xí)經(jīng)驗,常常教育同學(xué)以積極的態(tài)度對待學(xué)習(xí)和生活,并給予學(xué)生就業(yè)走向、考研走向、考研志向等方面的指導(dǎo)。身為共產(chǎn)黨員,他身體力行、嚴于律己,并嚴格要求學(xué)生,以自己正直的為人態(tài)度影響了一批又一批學(xué)生的成長。很多學(xué)生視他為自己的良師益友。
他關(guān)心學(xué)生甚至超過關(guān)心自己。2004年,因為實驗工作馬建泰教授面部被酸嚴重?zé)齻?,眼睛紅腫??伤活檪?,包著紗布堅持帶傷上課,感動得許多學(xué)生都當場落淚。事后,學(xué)生們都自發(fā)帶上鮮花向他表示慰問、表達敬意……在采訪中,記者再三追問原因,馬建泰教授才簡單地說一句:“當時就覺得不影響走路,不影響說話,那就不要影響了孩子們的課?!笔前。瓦@么簡單,只是為了不耽誤學(xué)生們的正常課程,他甚至忘記了自己的傷痛。
馬建泰教授用真情從教,用真愛執(zhí)教的精神感染了很多人,也獲得了師生們的一致認可。教學(xué)上,他先后獲得蘭州大學(xué)首屆教學(xué)新秀特等獎、蘭州大學(xué)主干課優(yōu)秀獎、蘭州大學(xué)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員和蘭州大學(xué)教書育人先進個人、蘭州大學(xué)師德標兵、甘肅省教學(xué)名師、蘭州大學(xué)首屆“感動蘭大、回報師恩——我最喜愛的十大教師”榮譽稱號、主講課程《物理化學(xué)》被評為2008年甘肅省精品課程,這些璀璨的榮譽不僅是對馬建泰教授教學(xué)能力的肯定,更是對他的教學(xué)精神的鼓勵和贊揚。
留校工作以來,馬建泰教授始終堅持教學(xué)和科研并重。在開展教學(xué)工作的同時,他一直活躍在科研戰(zhàn)線上,并在工業(yè)催化劑與催化工藝、多相不對稱催化氫化反應(yīng)、分子篩催化劑的改性與性能等研究領(lǐng)域取得了豐碩的成果。他先后在Carbon,Green Chemistry,Chemical Communication, J.Mater. Chem , J. Mol. Catal , Chem.Eur. J.,Catalysis Letters等國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表研究論文100余篇,其中SCI論文94篇,獲國家發(fā)明專利授權(quán)十余件。另外,馬建泰還一直從事針對國內(nèi)工業(yè)裝置運行過程出現(xiàn)的問題方面的研究課題,承擔(dān)了多項解決工業(yè)實際問題的研究課題。他的代表性的科研成果如下:
首先,他對固定床催化脫氫制亞氨茋(ISB)的關(guān)鍵技術(shù)進行了開發(fā)及應(yīng)用。亞氨茋是制備卡馬西平、奧卡西平等藥物的重要中間體,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的該產(chǎn)品除作為生產(chǎn)原料外,部分銷往國際市場。由于合成亞氨茋需要以溴為原料,導(dǎo)致產(chǎn)品中存在較為可觀量的殘留溴。以傳統(tǒng)路線合成的后續(xù)產(chǎn)品如卡馬西平、奧卡西平等藥物均存在殘留的溴,此殘留溴對人體有毒副作用。為了降低亞氨茋中的溴含量,世界各國均采用化學(xué)方法純化該中間體。而高昂的純化成本,導(dǎo)致溴含量成為決定國際市場亞氨茋產(chǎn)品價格的關(guān)鍵。為此,馬建泰教授主持開展了無溴亞氨茋的催化合成研究,確定了新的合成工藝:即同樣以亞氨基二芐為原料,在水蒸汽的存在下,一步催化脫氫制亞氨茋。本合成工藝不使用溴原料,故產(chǎn)品不含溴。
此項目包含鐵系催化劑的研制、催化反應(yīng)工藝的建立與低溫條件下亞氨基二芐氣化等關(guān)鍵技術(shù)。催化劑以氧化鐵添加極少量稀土與過渡金屬制成,生產(chǎn)成本極低;催化反應(yīng)工藝采取將反應(yīng)物亞氨基二芐液化后在固定溫度下由固定溫度的水蒸汽帶入催化劑床層,這種進料方法既解決了如何將固體物料引入催化劑床層的問題,又利用一定溫度下液化后反應(yīng)物固定的飽和蒸汽壓,實現(xiàn)了低溫下固體反應(yīng)物的氣化,避免了高溫條件下反應(yīng)物亞氨基二芐的分解與異構(gòu)化,從而保證了目標產(chǎn)物的選擇性。產(chǎn)品單程收率86%、選擇性94%。項目完成實驗室研究后,與國內(nèi)企業(yè)合作進行中試放大,2002年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,生產(chǎn)過程工業(yè)裝置運行穩(wěn)定,產(chǎn)品收率保持在80~85%之間。產(chǎn)品質(zhì)量達到國際市場無溴產(chǎn)品的要求。
2008年的項目鑒定認為,該成果達到國際同類研究的領(lǐng)先水平。鑒于先進的生產(chǎn)技術(shù)對企業(yè)科技進步的推動作用,以及所產(chǎn)生的較大經(jīng)濟和社會效益,本成果獲2008年教育部科技進步獎一等獎、2009年國家科技進步獎二等獎。
其次,他帶領(lǐng)課題組完成了硝基化合物加氫鎳催化劑及其應(yīng)用的研究。此項目完成了兩代用于各類硝基化合物加氫負載型鎳催化劑的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。上世紀90年代,針對國內(nèi)引進聚氨酯生產(chǎn)裝置使用進口鎳催化劑的問題,馬建泰教授課題組在實驗室開展了用于聚氨酯生產(chǎn)過程二硝基甲苯加氫鎳催化劑的研制,獲得成功,并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化;同時以其性能與價格優(yōu)勢,在國內(nèi)裝置上取代了進口產(chǎn)品。
此產(chǎn)品為負載型鎳催化劑。由于制備過程對催化劑作了特殊的表面處理,催化劑可在空氣中穩(wěn)定存放,使用前不需要活化,可直接加入反應(yīng)體系,低溫催化性能良好。該催化劑的低溫催化效果,解決了硝基化合物加氫生成的氨基化合物在較高溫度下生成焦油而導(dǎo)致產(chǎn)品收率下降且較難純化的問題。該催化劑在國內(nèi)某聚氨酯裝置應(yīng)用,產(chǎn)品收率由進口催化劑的98.5%提高到99.1%,裝置運行溫度由原100℃降到95℃,降低了能耗。與傳統(tǒng)鎳催化劑相比,該產(chǎn)品為概念較新的鎳催化劑。它完全克服了眾多鎳催化劑為了存放都以半成品形式銷售,且在使用前需要活化,活化后不能接觸空氣的缺點,使用安全性較高。在國內(nèi)聚氨酯裝置取代進口催化劑穩(wěn)定使用后,考慮到該催化劑的優(yōu)點,馬建泰教授認為該產(chǎn)品改進后,可在其它精細化工行業(yè)硝基化合物加氫方面推廣。為此,他們又開發(fā)了第二代產(chǎn)品,并與甘肅中科藥源股份公司合作,開展催化劑的生產(chǎn)以及在其它精細化工領(lǐng)域的應(yīng)用研究,就催化劑的生產(chǎn)與應(yīng)用完成了“一種用于硝基化合物催化加氫的催化劑制備方法及催化劑”、“硝基苯制備苯胺的方法”、“二硝基苯制備二氨基苯的方法”、“1-硝基萘制備1-萘胺的方法”、“2,4-二硝基甲苯或/和2,6-二硝基甲苯催化加氫制備氨基甲苯的方法”、“X取代的1-硝基萘制備X取代的1-萘胺的方法”、“X取代的硝基苯制備X取代的苯胺的方法”等10項成果并申報中國發(fā)明專利(已授權(quán)發(fā)明專利9項)。其主要成果已在染料、醫(yī)藥中間體等生產(chǎn)行業(yè)推廣,經(jīng)濟效益可觀。
再次,馬建泰教授課題組還完成了石油樹脂加氫催化劑的研制工作。此項目完成了氧化鋁負載鈀催化劑的實驗室研制與工業(yè)旁路實驗。2005年,針對蘭州石化碳五石油樹脂項目樹脂加氫中試工藝,他們開展了氧化鋁負載鈀催化劑的實驗室研究,完成小試試驗后,進行了中試放大。實驗室研究證明,該催化劑可在較低溫度與壓力下實現(xiàn)樹脂的加氫,且加氫后樹脂在機械性能與色度方面都能達到產(chǎn)品的技術(shù)指標。此項目通過對氧化鋁載體改性與活性組分引入方式上的創(chuàng)新,使制備的催化劑在鈀含量為進口催化劑的80%時,就能達到進口催化劑的技術(shù)指標。這一成果,已取得一項中國發(fā)明專利(與蘭州石化合報)。中試制備催化劑經(jīng)蘭州石化在5000噸中試裝置旁路試驗應(yīng)用證明,性能優(yōu)于進口產(chǎn)品。考慮到各類樹脂產(chǎn)品大多存在需要加氫降低色度的問題,目前馬建泰教授正在深入開展催化劑在碳五石油樹脂以外的其它類型產(chǎn)品的加氫應(yīng)用研究。
最后,馬建泰教授帶領(lǐng)課題組完成了鈀系加氫催化劑的研究與應(yīng)用工作。此項目完成了加氫用系列Pd/C催化劑的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。將甘肅省豐富的貴金屬資源加工成催化劑以增加貴金屬的附加值,是金川公司的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向之一。為此,馬建泰教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組于數(shù)年前開展了各類貴金屬催化劑的實驗研究,其中加氫用系列鈀催化劑已于幾年前通過中試,并在金川公司產(chǎn)業(yè)化,生產(chǎn)裝置運行穩(wěn)定,產(chǎn)品已銷往國內(nèi)精細化工生產(chǎn)行業(yè),為企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。
教學(xué)科研兩不誤,培育人才報祖國。這位土生土長的蘭大人幾乎將自己的上半生都留給了蘭大,在以后的歲月里,他還將與蘭大一起度過,風(fēng)雨同舟,齊頭并進。我們衷心希望,在馬建泰教授的帶領(lǐng)下,蘭大化學(xué)化工學(xué)院能發(fā)展得更好,為國家培育出更多的人才,作出更多的貢獻。