⑴ 化學方面的最新成果
1、 高性能聚合物納米復合材料
採用插層復合法成功地制備了具有自主知識產權的聚合物/無機納米復合材料,如:聚醯胺、聚酯(PET和PBT)、聚苯乙烯和超高分子量聚乙烯等系列納米復合材料,大幅度提高了材料的性能,具有強度高、耐熱性好、密度低和加工性能良好的特性,可廣泛應用於包裝薄膜、各類管材和其它結構材料等。2、 納米功能表面材料
基於二元協同概念,研究對水相和油相具有超雙親或超雙疏特性的納米功能表面材料,具有重要的理論意義,同時在建築、紡織等領域具有廣泛的應用前景。 3、 超大特大規模集成電路用環氧塑封料
"九五"期間研製出的5個產品性能達到國際先進水平。自行研究設計建成了年產2000噸規模的生產線,已試車成功。
"八五"期間研製生產的20多個產品已在國內30多個半導體廠使用。累積創產值8500多萬元,利稅1700多萬元。是電子材料國產化的成功範例。榮獲國家專利優秀獎。
4、 有機光導鼓
採用自行研製的高性能電荷傳輸及電荷產生材料,藉助獨特的小計量塗布技術,研製開發系列激光列印技術中的核心部件用OPC鼓。正與兩個企業合作,建立年產50-60萬支光導鼓生產線。
5、 聚丙烯CS系列高效催化劑
通過對烯烴聚合高效催化劑體系的體統研究,如載體作用本質、活性中心結構和聚合反應機理等,開發了CS-1和CS-2型(球形)丙烯聚合高效催化劑,具有催化效率高、聚合動力學行為好、聚合物性能優異等特點。在遼寧省營口向陽化工廠(化學所聯營廠)實現產業化,目前國內市場佔有率在50%以上,並有部分出口。年產值達億元,利稅3500萬元。共獲國家發明專利4項,國家科技進步三等獎1項,中科院科技進步一等獎2項,自然科學二等獎1項。
6、 高效羰基合成新型催化劑
從催化原理和分子設計出發,研製出系列新型高效催化劑,以煤炭、天然氣為原料生產國家急需的醋酸、酸酐等重要的基本化工原料,綜合指標比國際上通用BP催化劑高三倍。已申請專利9項,正與有關國有企業合作,完成具有自主知識產權的20萬噸級生產工藝。
7、 杜仲膠
立足於我國豐富的杜仲綠色資源,開發了對杜仲膠的深入研究,創立了國際公認的杜仲膠材料工程學的理論體系,在其指導下開發出杜仲膠醫用功能、形狀記憶、硫化彈性橡膠等熱塑性、熱彈性及橡膠三大類材料,成為國際關注的高性能"綠色"輪胎的材料之一。已申請專利11項,授權8項。
⑵ 化學化工專業考哪個方向容易出成果
方向都還好,每個方向都有很多可以發展的方面。
看導師是否該方面的好手或者資深權威學者,有了牛導師,才有好的前沿資訊、科研平台和好的課題資源,這樣對個人的成長很有幫助!
高水平的文章不僅是學術上需創新,在思路和寫作上也要出彩,可對比國內外的前沿研究,各種傳統方向如物理、材料、土木建築、結構岩土等專業都能發高水平的文章,所以個人感覺易發高水平文章這個問題和研究方向其實關系不大,只要多讀國外高水平文章,找到差距,擬定自己的思路,一般問題不大。
⑶ 大連理工大學化工學院的成果
學院打造一批高水平的教學和科研實踐創新平台。包括「精細化工國家重點實驗室」,「科技部大連氣波製冷研究推廣中心」,「遼寧省生物基化學品重點實驗室」,「石油化工技術與裝備遼寧省高校重點實驗室」,「遼寧省精細化工工程試驗中心」,「遼寧省高性能樹脂工程技術研究中心」等多個國家和省重點實驗室(中心)。「國家基礎化學實驗教學示範中心」、「國家工科化學教學基地」,「無機化學及實驗」、「有機化學及實驗」、「分析化學及實驗」、 「普通化學及實驗」、「物理化學與實驗」、「化工設備機械基礎」6門國家級精品課程,「化工原理」等7門遼寧省精品課程。還有2個國家級教學團隊、2門教育部雙語示範課程。化學工程與工藝(本科)專業通過了教育部全國工程教育專業認證。「985工程」二期「綠色能源資源與精細化工高技術」教育部科技創新一級平台建設,「九五」、「十五」「211工程」建設使學院的發展如虎添翼;教育部首批引智計劃(111項目)「功能超分子與納米材料高等學校學科創新引智基地」增添了新的創新實踐平台。
⑷ 主要成果
一、劃分礦床類型與礦產預測類型
在全國礦產資源潛力評價的基礎上,按照空間、時間和成因為主要因素,參照著名的典型礦床進行劃分,共劃分出五種預測類型和14個礦床式。預測類型分別為沉積型、層控(內生)型、熱液型、風化型(殘坡積型)和火山-沉積型。主要是沉積型礦床,其次為火山-沉積型和層控型,熱液型、殘積坡積型重晶石礦資源較少。沉積型、火山-沉積型和殘積坡積型重晶石礦容易識別,層控型重晶石呈充填交代脈狀、浸染狀、囊狀等形式產出。14個礦床式分別為:秦巴式、大河邊式、湘黔式、石榴村式、李坊式、宋官疃式、潘村式、譚子山式、大豁落井式、鏡鐵山式、鋪溝式、大池山式、南庄坪式、象州式。
二、典型礦床研究
在礦床類型與礦產預測類型研究的基礎上,給出了26個典型礦床,分別為貴州天柱大河邊,湖南貢溪,廣西三江板必重晶石、來賓市洪江,湖北省隨縣柳林,四川省城口縣巴山,陝西省安康市石梯,甘肅省肅北大豁落井、文縣東風溝,福建永安李坊,安徽石榴村、石橋,浙江臨安冷田邊,湖北枝城南庄坪,四川彭水,河南汲縣大池山,陝西勉縣鋪溝,浙江紹興西裘,廣西象州縣潘村,山東宋官疃,湖南譚子山、秀山,甘肅鏡鐵山,廣西象州縣寺村,扶綏縣思同、鹿寨黃冕,廣東水嶺,報告中抽取了15個最具有代表性的典型礦床,並對其進行了所屬的成礦區帶、區域成礦條件、礦體特徵、成礦機制及成礦模式進行了深入研究與總結,繪制了成礦模式圖。
三、成礦區帶研究
根據成礦的構造背景及成礦作用性質、產物及強度等礦化信息,劃分了中國重晶石礦Ⅲ級成礦區帶。討論了各成礦區帶的劃分原則,給出了區域成礦構造背景及礦產預測類型、規模和成礦時代,共劃分出九個成礦省和23個Ⅲ級成礦區帶。
四、礦集區及成礦遠景區研究
在典型礦床及成礦區帶研究的基礎上,綜合構造背景、岩相古地理及成礦條件等因素,劃分出九個重晶石礦礦集區,分別為甘南-陝西南-鄂北沉積型重晶石礦集區、黔東-湘西-桂北沉積型重晶石礦集區、鄂西南-川東南-黔中層控(內生)型重晶石礦集區、邢台-汲縣-運城層控(內生)型重晶石礦集區、安丘-臨沭-含山熱液型重晶石礦集區、閩西南沉積型重晶石礦集區、桂粵熱液型重晶石礦集區、錫鐵山-鏡鐵山-青銅峽火山-沉積型重晶石礦集區、桂粵瓊風化(殘坡積)型重晶石礦集區。礦集區的劃分基本反映了沉積型、層控(內生)型、火山-沉積型、熱液型、風化(殘坡積)型重晶石礦礦床的自然分布和成礦的集聚區,表現了我國重要重晶石聚集區的基本特徵。對五個資源潛力在2000萬噸以上重要找礦遠景區的資源潛力進行了分析,初步預測重晶石礦遠景資源量10.2億噸。可作為化工礦產資源潛力評價礦種成礦規律與礦產預測的基礎。
⑸ 化學最新成果
這種技術有。叫做變壓吸附法,這是目前氣體分離的主要方法了。利用在一定高壓下吸附劑對不同氣體的吸附能力不同,先將某些氣體吸附在吸附劑上,然後再減壓,使各中氣體逐解除吸附而逐一分離出來。這項技術比較成熟的國家有美國德國和中國。中國主要是四川的西南化工研究院及其上市公司天一科技股份有限公司掌握這項技術。
⑹ 主要工作進展與成果
近年來,中國地質科學院岩溶地質研究所與中國石油化工股份有限公司、中國石油天然氣股份有限公司合作,在塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地系統開展了古岩溶儲層研究與對比工作。先後開展了14項科技攻關項目,研究內容包括兩大方面:第一,以古岩溶形成機制與油氣聚集關系為切入點,建立油氣田古岩溶識別方法體系,研究油氣田古岩溶型儲層形成機制;第二,識別古岩溶形成演化類型,建立古岩溶發育結構模式和地球物理響應模式,預測油氣聚集有利發育區,指導勘探開發部署。
所開展的主要科研項目如下:
「九五」國家科技攻關項目專題「鄂爾多斯盆地中東部奧陶系風化殼儲層溶蝕孔洞研究」(96—110—04—02—01),1996~1997;
「九五」國家科技攻關項目專題「鄂爾多斯盆地奧陶系古岩溶特徵研究」(96—110—03—02—02), 1998~2000;
中國石油公司科技攻關項目課題「黃驊坳陷周邊奧陶系岩溶發育模式及坳陷區岩溶儲層研究」,1999~2000;
「九五」國家科技攻關項目專題「塔里木盆地輪南潛山碳酸鹽岩縫洞預測及其連通性模擬研究」(96—111—03—01),2000~2001;
中國石油公司科技攻關項目課題「塔里木盆地縫洞系統特徵研究」,2002~2003;
中國石油公司科技攻關項目課題「鄂爾多斯盆地下古生界奧陶系古地貌與古岩溶特徵研究」,2003~2004;
國家自然科學基金項目「碳酸鹽岩儲層古岩溶模式及其對油氣藏的控制機制研究」(40272068), 2003~2005;
國家「973計劃」項目課題「碳酸鹽岩縫洞系統模式及成因研究」(2006CB202401),2006~2010;
中國石油塔里木公司科技攻關項目「輪古潛山奧陶系古岩溶特徵研究」,2007~2008;
地質調查項目課題「雪峰山西側地區海相岩溶儲層形成和分布規律研究」,2008~2010;
中國石化西北公司科技攻關項目「塔河油田主體區碳酸鹽岩縫洞型油藏古岩溶儲集體發育特徵研究」,2009~2010;
中國石油塔里木公司科技攻關項目「輪南—哈拉哈塘地區奧陶系岩溶地貌特徵及岩溶儲層綜合評價」,2009~2010;
中國石油塔里木公司科技攻關項目「買蓋提奧陶系岩溶地貌特徵及岩溶儲層綜合評價」,2011~2012;
國家「973計劃」項目課題「碳酸鹽岩縫洞型油藏縫洞單元形成機制及模式研究」(2011 CB201001), 2010~2014。
其中,2010年完成的國家「973」計劃項目課題「碳酸鹽岩縫洞系統模式及成因研究」(2006CB202401),通過塔北和南方野外露頭區岩溶縫洞系統調查與對比研究、典型露頭區地球物理探測、塔河油田試驗區碳酸鹽岩縫洞系統地質識別與縫洞系統地質模式研究,解決了「海相碳酸鹽岩縫洞系統形成機制」這一關鍵科學問題;建立了油氣田古岩溶識別方法體系,為揭示縫洞儲集體儲集規律提供了依據;闡明了塔河油田碳酸鹽岩古岩溶縫洞系統形成機制,為油藏地質建模提供了基礎支撐;研究了塔河油田古岩溶平面分布規律和垂向分帶特徵,為油氣勘探部署提供了靶區;建立了塔河油田10種典型縫洞系統結構模式和地球物理響應模式,為儲層評價預測提供了依據。
⑺ 四川大學化工學院的科研成果
化學工程學院具有良好的科研基礎,並取得了豐碩成果。先後獲國家教育部教學成果一等獎2項、二等獎3項、省教學成果一等獎5項,學院主編教材獲國家一、二等獎共計8項。
科學和工程研究方面,學院建立了從化工基礎研究到工程應用轉化、從化工工藝開發到化工設備設計的一體化科研體系。化工學院的基礎研究集中瞄準學科前沿,在多相流傳遞過程、反應工程、膜科學與分離工程、分子計算化學與反應動力學模擬、冶金工程與設計、生物柴油與可再生能源、等離子化工、構型反應裝置與催化劑工程、電子材料、低碳技術、化工過程裝備等領域形成具有鮮明特色的研究團隊。近四年,學院共主持國家自然科學基金重點項目5項、面上基金18項,並獲得了國家傑出青年基金、教育部跨世紀人才基金、「973」、「863」以及國家科技支撐計劃等多項基金支持;累計發表SCI/EI論文530餘篇。近年來,學院承擔國家攻關項目及部(省)級科研項目60餘項,獲國家科技進步一等獎1項、二等獎1項,國家科技發明獎1項,教育部科技進步特等獎1項,億利達科學技術獎1項,發明專利150餘項。2010-2013年,到校科研經費累計超過3億元。
⑻ 20世紀化學工業的貢獻有哪些
20世紀化學的輝煌成就
20世紀人類對物質需求的日益增加以及科學技術的迅猛發展,極大的推動了化學學科自身的發展。化學不僅形成了完整的理論體系,而且在理論的指導下,化學實踐為人類創造了豐富的物質。從19世紀的經典化學到20世紀的現代化學的飛躍,從本質上說是從19世紀的道爾頓原子論、門捷列夫元素周期表等在原子的層次上認識和研究化學,進步到20世紀在分子的層次上認識和研究化學。如對組成分子的化學鍵的本質、分子的強相互作用和弱相互作用、分子催化、分子的結構與功能關系的認識,以至1900多萬種化合物的發現與合成;對生物分子的結構與功能關系的研究促進了生命科學的發展。另一方面,化學過程工業以及與化學相關的國計民生的各個領域,如糧食、能源、材料、醫葯、交通、國防以及人類的衣食住行用等,在這100年中發生的變化是有目共睹的。過去的100年間化學學科的重大突破性成果可從歷屆諾貝爾化學獎獲得者的重大貢獻中獲悉
歷屆諾貝爾化學獎獲獎簡況
獲獎年份獲獎者國籍獲獎成就
1901J. H. van』t Hoff荷蘭溶劑中化學動力學定律和滲透壓定律
1902E. Fisher德國糖類和嘌啉化合物的合成
1903S. Arrhenius瑞典電離理論
1904W. Ramsay英國惰性氣體的發現及其在元素周期表中位置的確定
1905A. von Baeyer德國有機染料和氫化芳香化合物的研究
1906H. Moissan法國單質氟的制備,高溫反射電爐的發明
1907E. Buchner德國發酵的生物化學研究
1908E. Rutherford英國元素嬗變和放射性物質的化學研究
1909W. Ostwald德國催化、電化學和反應動力學研究
1910O.Wallach德國脂環族化合物的開創性研究
1911M.Curie波蘭放射性元素釙和鐳的發現
1912V. Grignard
P. Sabatier法國
法國格氏試劑的發現
有機化合物的催化加氫
1913A. Werner瑞士金屬絡合物的配位理論
1914Th. Richards美國精密測定了許多元素的原子量
1915R. Willstatter德國葉綠素和植物色素的研究
1916無
1917無
1918F.Haber德國氨的合成
1919無
1920W. Nernst德國熱化學研究
1921F. Soddy英國放射性化學物質的研究及同位素起源和性質的研究
1922F. W. Aston英國質譜儀的發明,許多非放射性同位素及原子量的整數規則的發現
1923F. Pregl奧地利有機微量分析方法的創立
1924無
1925R. Zsigmondy德國膠體化學研究
1926T. Svedberg瑞士發明超速離心機並用於高分散膠體物質研究
1927H. Wieland德國膽酸的發現及其結構的測定
1928A. Windaus法國甾醇結構測定,維生素D3的合成
1929A.Harden
H. von Euler-Chelpin英國
法國糖的發酵以及酶在發酵中作用的研究
1930H. Fischer德國血紅素、葉綠素的結構研究,高鐵血紅素的合成
1931C.Bosch
F. Bergius德國
德國化學高壓法
1932J. Langmuir美國表面化學研究
1933無
1934H. C. Urey美國重水和重氫同位素的發現
1935F. Joliot-Curie
I. Joliot-Curie法國
法國新人工放射性元素的合成
1936P. Debye荷蘭提出了極性分子理論,確定了分子偶極矩的測定方法
1937W. N. Haworth
P. Karrer英國
瑞士糖類環狀結構的發現,維生素A、C和B12、胡蘿卜素及核黃素的合成
1938R. Kuhn德國維生素和類胡蘿卜素研究
1939A.F. J. Butenandt
L. Ruzicka德國
瑞士性激素研究
聚亞甲基多碳原子大環和多萜烯研究
1940無
1941無
1942無
1943G. Heresy匈牙利利用同位素示蹤研究化學反應
1944O. Hahn德國重核裂變的發現
1945A. J. Virtamen荷蘭發明了飼料貯存保鮮方法,對農業化學和營養化學做出貢獻
1946J. B. Sumner
J. H. Northrop
W. M. Stanley美國
美國
美國發現酶的類結晶法
分離得到純的酶和病毒蛋白
1947R. Robinson英國生物鹼等生物活性植物成分研究
1948A. W. K. Tiselius瑞典電泳和吸附分析的研究,血清蛋白的發現
1949W. F. Giaugue美國化學熱力學特別是超低溫下物質性質的研究
1950O. Diels
K. Alder德國
德國發現了雙烯合成反應,即Diels-Alder反應
1951E.M. Mcmillan
G. Seaborg美國
美國超鈾元素的發現
1952A.J. P. Martin
R. L. M. Synge英國
英國分配色譜分析法
1953H. Staudinger德國高分子化學方面的傑出貢獻
1954L. Pauling美國化學鍵本質和復雜物質結構的研究
1955V. . Vigneand美國生物化學中重要含硫化合物的研究,多肽激素的合成
1956C. N. Hinchelwood英國
蘇聯化學反應機理和鏈式反應的研究
1957A. Todd英國核苷酸及核苷酸輔酶的研究
1958F. Sanger英國蛋白質結構特別是胰島素結構的測定
1959J. Heyrovsky捷克極譜分析法的發明
1960W. F. Libby美國14C測定地質年代方法的發明
1961M. Calvin美國光合作用研究
1962M. F. Perutz
J. C. Kendrew英國
英國蛋白質結構研究
1963K. Ziegler
G. Natta德國
義大利Ziegler-Natta催化劑的發明,定向有規高聚物的合成
1964D. C. Hodgkin英國重要生物大分子的結構測定
1965R. B. Woodward美國天然有機化合物的合成
1966R. S. Mulliken美國分子軌道理論
1967M. Eigen
R. G. W. Norrish
G. Porter德國
英國
英國用馳豫法、閃光光解法研究快速化學反應
1968L. Onsager美國不可逆過程熱力學研究
1969D.H. R. Barton
O. Hassel英國
挪威發展了構象分析概念及其在化學中的應用
1970L. F. Leloir阿根廷從糖的生物合成中發現了糖核苷酸的作用
1971G. Herzberg加拿大分子光譜學和自由基電子結構
1972C .B. Anfinsen
S. Moore
W. H. Stein美國
美國
美國核糖核酸酶分子結構和催化反應活性中心的研究
1973G.Wilkinson
E. O. Fischer英國
德國二茂鐵結構研究,發展了金屬有機化學和配合物化學
1974P. J. Flory美國高分子物理化學理論和實驗研究
1975J. W. Cornforth
V. Prelog英國
瑞士酶催化反應的立體化學研究
有機分子和反應的立體化學研究
1976W. N. Lipscomb, Jr.美國有機硼化合物的結構研究,發展了分子結構學說和有機硼化學
1977I. Prigogine比利時研究非平衡的不可逆過程熱力學
1978P. Mitchell英國用化學滲透理論研究生物能的轉換
1979H.C. Brown
G. Wittig美國
德國發展了有機硼和有機磷試劑及其在有機合成中的應用
1980P. Berg
F. Sanger
W. Gilbert美國
英國
美國DNA分裂和重組研究,DNA測序,開創了現代基因工程學
1981Kenich Fukui
R. Hoffmann日本
美國提出前線軌道理論
提出分子軌道對稱守恆原理
1982A. Klug英國發明了「象重組」技術,利用X-射線衍射法測定了染色體的結構
1983H. Taube美國金屬配位化合物電子轉移反應機理研究
1984R. B. Merrifield美國固相多肽合成方法的發明
1985H. A. Hauptman
J. Karle美國
美國發明了X-射線衍射確定晶體結構的直接計算方法
1986李遠哲
D. R. Herschbach
J. Polanyi美國
美國
加拿大發展了交叉分子束技術、紅外線化學發光方法,對微觀反應動力學研究作出重要貢獻
1987C. J. Pedersen
D. J. Cram
J-M. Lehn美國
美國
法國開創主-客體化學、超分子化學、冠醚化學等新領域
1988J. Deisenhoger
H. Michel
R. Huber德國
德國
德國生物體中光能和電子轉移研究,光合成反應中心研究
1989T. Cech
S. Altman美國
美國Ribozyme的發現
1990E. J. Corey美國有機合成特別是發展了逆合成分析法
1991R. R. Ernst瑞士二維核磁共振
1992R. A. Marcus
美國電子轉移反應理論
1993M. Smith
K. B. Mullis加拿大
美國寡聚核苷酸定點誘變技術
多聚酶鏈式反應(PCR)技術
1994G. A. Olah美國碳正離子化學
1995M. Molina
S. Rowland
P. Crutzen墨西哥
美國
荷蘭研究大氣環境化學,在臭氧的形成和分解研究方面作出重要貢獻
1996R. F. Curl
R. E. Smalley
H. W. Kroto美國
美國
英國發現C60
1997J. Skou
P. Boyer
J. Walker丹麥
美國
英國發現了維持細胞中鈉離子和鉀離子濃度平衡的酶,並闡明其作用機理
發現了能量分子三磷酸腺苷的形成過程
1998W. Kohn
J. A. Pople美國發展了電子密度泛函理論
發展了量子化學計算方法
1999A. H. Zewail美國飛秒技術研究超快化學反應過程和過渡態
1)放射性和鈾裂變的重大發現
20世紀在能源利用方面一個重大突破是核能的釋放和可控利用。僅此領域就產生了6項諾貝爾獎。首先是居里夫婦從19世紀末到20世紀初先後發現了放射性比鈾強400倍的釙,以及放射性比鈾強200多萬倍的鐳,這項艱巨的化學研究打開了20世紀原子物理學的大門,居里夫婦為此而獲得了1903年諾貝爾物理學獎。1906年居里不幸遇車禍身亡,居里夫人繼續專心於鐳的研究與應用,測定了鐳的原子量,建立了鐳的放射性標准,同時制備了20克鐳存放於巴黎國際度量衡中心作為標准,並積極提倡把鐳用於醫療,使放射治療得到了廣泛應用,造福人類。為表彰居里夫人在發現釙和鐳、開拓放射化學新領域以及發展放射性元素的應用方面的貢獻,1911年被授予了諾貝爾化學獎。20世紀初,盧瑟福從事關於元素衰變和放射性物質的研究,提出了原子的有核結構模型和放射性元素的衰變理論,研究了人工核反應,因此而獲得了1908年的諾貝爾化學獎。居里夫人的女兒和女婿約里奧-居里夫婦用釙的射線轟擊硼、呂、鎂時發現產生了帶有放射性的原子核,這是第一次用人工方法創造出放射性元素,為此約里奧-居里夫婦榮獲了1935年的諾貝爾化學獎。在約里奧-居里夫婦的基礎上,費米用曼中子轟擊各種元素獲得了60種新的放射性元素,並發現中子轟擊原子核後,就被原子核捕獲得到一個新原子核,且不穩定,核中的一個中子將放出一次衰變,生成原子序數增加1的元素。這一原理和方法的發現,使人工放射性元素的研究迅速成為當時的熱點。物理學介入化學,用物理方法在元素周期表上增加新元素成為可能。費米的這一成就使他獲得了1938年的諾貝爾物理學獎。1939年哈恩發現了核裂變現象,震撼了當時的科學界,成為原子能利用的基礎,為此,哈恩獲得了1944年諾貝爾化學獎。
1939年費里施在裂變現象中觀察到伴隨著碎片有巨大的能量,同時約里奧-居里夫婦和費米都測定了鈾裂變時還放出中子,這使鏈式反應成為可能。至此釋放原子能的前期基礎研究已經完成。從放射性的發現開始,然後發現了人工放射性,再後又發現了鈾裂變伴隨能量和中子的釋放,以至核裂變的可控鏈式反應。於是,1942年費米領導下成功的建造了第一座原子反應堆,1945年美國在日本投下了原子彈。核裂變和原子能的利用是20世紀初至中葉化學和物理界具有里程碑意義的重大突破。
(2)化學鍵和現代量子化學理論
在分子結構和化學鍵理論方面,鮑林(L.Pauling, 1901-1994)的貢獻最大。他長期從事X-射線晶體結構研究,尋求分子內部的結構信息,把量子力學應用於分子結構,把原子價理論擴展到金屬和金屬間化合物,提出了電負性概念和計算方法,創立了價鍵學說和雜化軌道理論。1954年由於他在化學鍵本質研究和用化學鍵理論闡明物質結構方面的重大貢獻而榮獲了諾貝爾化學獎。此後,莫利肯運用量子力學方法,創立了原子軌道線性組合分子軌道的理論,闡明了分子的共價鍵本質和電子結構,1966年榮獲諾貝爾化學獎。另外,1952年福井謙一提出了前線軌道理論,用於研究分子動態化學反應。1965年R.B.Woodward,和R.Hoffman提出了分子軌道對稱守恆原理,用於解釋和預測一系列反應的難易程度和產物的立體構型。這些理論被認為是認識化學反應發展史上的一個里程碑,為此,福井謙一和Hoffman共獲1981年諾貝爾化學獎。1998年科恩因發展了電子密度泛函理論,以及波普爾因發展了量子化學計算方法而共獲了諾貝爾化學獎。
化學鍵和量子化學理論的發展足足花了半個世紀的時間,讓化學家由淺入深,認識分子的本質及其相互作用的基本原理,從而讓人們進入分子的理性設計的高層次領域,創造新的功能分子,如葯物設計、新材料設計等,這也是20世紀化學的一個重大突破。
(3)合成化學的發展
創造新物質是化學家的首要任務。100年來合成化學發展迅速,許多新技術被用於無機和有機化合物的合成,例如,超低溫合成、高溫合成、高壓合成、電解合成、光合成、聲合成、微波合成、等離子體合成、固相合成、仿生合成等等;發現和創造的新反應、新合成方法數不勝數。現在,幾乎所有的已知天然化合物以及化學家感興趣的具有特定功能的非天然化合物都能夠通過化學合成的方法來獲得。在人類已擁有的1900多萬種化合物中,絕大多數是化學家合成的,幾乎又創造出了一個新的自然界。合成化學為滿足人類對物質的需求作出了極為重要的貢獻。縱觀20世紀,合成化學領域共獲得10項諾貝爾化學獎。
1912年格林亞德因發明格氏試劑,開創了有機金屬在各種官能團反應中的新領域而獲得諾貝爾化學獎。1928年狄爾斯和阿爾德因發現雙烯合成反應而獲得1950年諾貝爾化學獎。1953年齊格勒和納塔發現了有機金屬催化烯烴定向聚合,實現了乙烯的常壓聚合而榮獲1963年諾貝爾化學獎。人工合成生物分子一直是有機合成化學的研究重點。從最早的甾體(A.Windaus,1928年諾貝爾化學獎)、抗壞血酸(W.N.Haworth, 1937年諾貝爾化學獎)、生物鹼(R.Robinson,1947年諾貝爾化學獎)到多肽(V..Vigneand,1955年諾貝爾化學獎)逐漸深入。到1965年有機合成大師Woodward由於其有機合成的獨創思維和高超技藝,先後合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素和利血平等一系列復雜有機化合物而榮獲諾貝爾化學獎。獲獎後他又提出了分子軌道對稱守恆原理,並合成了維生素B12等。
維生素B12
此外,Wilkinson和Fischer合成了過渡金屬二茂夾心式化合物,確定了這種特殊結構,對金屬有機化學和配位化學的發展起了重大推動作用,榮獲1973年諾貝爾化學獎。1979年Brown和Wittig因分別發展了有機硼和Wittig反應而共獲諾貝爾化學獎。1984年Merrifield因發明了固相多肽合成法對有機合成方法學和生命化學起了巨大推動作用而獲得諾貝爾化學獎。1990年Corey在大量天然產物的全合成工作中總結並提出了「逆合成分析法」,極大的促進了有機合成化學的發展,因此而獲得諾貝爾化學獎。
現代合成化學是經歷了近百年的努力研究、探索和積累才發展到今天可以合成像海葵毒素這樣復雜的分子(分子式為C129H223N3O54, 分子量為2689道爾頓,有64個不對稱碳和7個骨架內雙鍵, 異構體數目多達271個)。
海葵毒素
(4)高分子科學和材料
20世紀人類文明的標志之一是合成材料的出現。合成橡膠、合成塑料和合成纖維這三大合成高分子材料化學中具有突破性的成就,也是化學工業的驕傲。在此領域曾有3項諾貝爾化學獎。1920年H.Staudinger提出了高分子這個概念,創立了高分子鏈型學說,以後又建立了高分子粘度與分子量之間的定量關系,為此而獲得了1953年的諾貝爾化學獎。1953年Ziegler成功地在常溫下用(C2H5)3AlTiCl4作催化劑將乙烯聚合成聚乙烯,從而發現了配位聚合反應。1955年Natta將Ziegler催化劑改進為-TiCl3和烷基鋁體系,實現了丙烯的定向聚合,得到了高產率、高結晶度的全同構型的聚丙烯,使合成方法-聚合物結構-性能三者聯系起來,成為高分子化學發展史中一項里程碑。為此,Ziegler和Natta共獲了1963年諾貝爾化學獎。1974年Flory因在高分子性質方面的成就也獲得了諾貝爾化學獎。
(5)化學動力學與分子反應動態學
研究化學反應是如何進行的,揭示化學反應的歷程和研究物質的結構與其反應能力之間的關系,是控制化學反應過程的需要。在這一領域相繼獲得過3次諾貝爾化學獎。1956年Semenov和Hinchelwood在化學反應機理、反應速度和鏈式反應方面的開創性研究獲得了諾貝爾化學獎。另外,Eigen提出了研究發生在千分之一秒內的快速化學反應的方法和技術,Porter和Norrish提出和發展了閃光光解法技術用於研究發生在十億分之一秒內的快速化學反應,對快速反應動力學研究作出了重大貢獻,他們三人共獲了1967年諾貝爾化學獎。
分子反應動態學,亦稱態-態化學,從微觀層次出發,深入到原子、分子的結構和內部運動、分子間相互作用和碰撞過程來研究化學反應的速率和機理。李遠哲和Herschbach首先發明了獲得各種態信息的交叉分子束技術,並利用該技術F+H2的反應動力學,對化學反應的基本原理作出了重要貢獻,被稱為分子反應動力學發展中的里程碑,為此李遠哲、Herschbach和Polany共獲了1986年諾貝爾化學獎。1999年Zewail因利用飛秒光譜技術研究過渡態的成就獲諾貝爾化學獎。
(6)對現代生命科學和生物技術的重大貢獻
研究生命現象和生命過程、揭示生命的起源和本質是當代自然科學的重大研究課題。20世紀生命化學的崛起給古老的生物學注入了新的活力,人們在分子水平上向生命的奧秘打開了一個又一個通道。蛋白質、核酸、糖等生物大分子和激素、神經遞質、細胞因子等生物小分子是構成生命的基本物質。從20世紀初開始生物小分子(如糖、血紅素、葉綠素、維生素等)的化學結構與合成研究就多次獲得諾貝爾化學獎,這是化學向生命科學進軍的第一步。1955年Vigneand因首次合成多肽激素催產素和加壓素而榮獲了諾貝爾化學獎。1958年Sanger因對蛋白質特別是牛胰島素分子結構測定的貢獻而獲得諾貝爾化學獎。1953年J.D.Watson和H.C.Crick提出了DNA分子雙螺旋結構模型,這項重大成果對於生命科學具有劃時代的貢獻,它為分子生物學和生物工程的發展奠定了基礎,為整個生命科學帶來了一場深刻的革命。Watson和Crick因此而榮獲了1962年諾貝爾醫學獎。1960年J.C.Kendrew和M.F.Perutz利用X-射線衍射成功地測定了鯨肌紅蛋白和馬血紅蛋白的空間結構,揭示了蛋白質分子的肽鏈螺旋區和非螺旋區之間還存在三維空間的不同排布方式,闡明了二硫鍵在形成這種三維排布方式中所起的作用,為此,他們二人共獲了1962年諾貝爾化學獎。1965年我國化學家人工合成結晶牛胰島素獲得成功,標志著人類在揭示生命奧秘的歷程中邁進了一大步。此外,1980年P.Berg、F.Sanger和W.Gilbert因在DNA分裂和重組、DNA測序以及現代基因工程學方面的傑出貢獻而共獲諾貝爾化學獎。1982年A.Klug因發明「象重組「技術和揭示病毒和細胞內遺傳物質的結構而獲得諾貝爾化學獎。1984年R.B.Merrifield因發明多肽固相合成技術而榮獲諾貝爾化學獎。1989年T.Cech和S.Altman因發現核酶(Ribozyme)而獲得諾貝爾化學獎。1993年M.Smith因發明寡核苷酸定點誘變法以及K.B.Mullis因發明多聚酶鏈式反應技術對基因工程的貢獻而共獲諾貝爾化學獎。1997年J.Skou因發現了維持細胞中Na離子和K離子濃度平衡的酶及有關機理、P.Boyer和J.Walker因揭示能量分子ATP的形成過程而共獲諾貝爾化學獎。
20世紀化學與生命科學相結合產生了一系列在分子層次上研究生命問題的新學科,如生物化學、分子生物學、化學生物學、生物有機化學、生物無機化學、生物分析化學等。在研究生命現象的領域里,化學不僅提供了技術和方法,而且還提供了理論。
(7)對人類健康的貢獻
利用葯物治療疾病是人類文明的重要標志之一。20世紀初,由於對分子結構和葯理作用的深入研究,葯物化學迅速發展,並成為化學學科一個重要領域。1909年德國化學家艾里希合成出了治療梅毒的特效葯物胂凡納明。20世紀30年代以來化學家從染料出發,創造出了一系列磺胺葯,使許多細菌性傳染病特別是肺炎、流行性腦炎、細菌性痢疾等長期危害人類健康和生命的疾病得到控制。青黴素、鏈黴素、金黴素、氯黴素、頭孢菌素等類型抗生素的發明,為人類的健康做出了巨大貢獻。具不完全統計,20世紀化學家通過合成、半合成或從動植物、微生物中提取而得到的臨床有效的化學葯物超過2萬種,常用的就有1000餘種,而且這個數目還在快速增加。
(8)對國民經濟和人類日常生活的貢獻
化學在改善人類生活方面是最有成效、最實用的學科之一。利用化學反應和過程來製造產品的化學過程工業(包括化學工業、精細化工、石油化工、制葯工業、日用化工、橡膠工業、造紙工業、玻璃和建材工業、鋼鐵工業、紡織工業、皮革工業、飲食工業等)在發達國家中佔有最大的份額。這個數字在美國超過30%,而且還不包括諸如電子、汽車、農業等要用到化工產品的相關工業的產值。發達國家從事研究與開發的科技人員中,化學、化工專家佔一半左右。世界專利發明中有20%與化學有關。
人類之衣、食、住、行、用無不與化學所掌管之成百化學元素及其所組成之萬千化合物和無數的制劑、材料有關。房子是用水泥、玻璃、油漆等化學產品建造的,肥皂和牙膏是日用化學品,衣服是合成纖維製成並由合成染料上色的。飲用水必須經過化學檢驗以保證質量,食品則是由用化肥和農葯生產的糧食製成的。維生素和葯物也是由化學家合成的。交通工具更離不開化學。車輛的金屬部件和油漆顯然是化學品,車廂內的裝潢通常是特種塑料或經化學制劑處理過的皮革製品,汽車的輪胎是由合成橡膠製成的,燃油和潤滑油是含化學添加劑的石油化學產品,蓄電池是化學電源,尾氣排放系統中用來降低污染的催化轉化器裝有用鉑、銠和其他一些物質組成的催化劑,它可將汽車尾氣中的氧化氮、一氧化碳和未燃盡的碳氫化合物轉化成低毒害的物質。飛機則需要用質強量輕的鋁合金來製造,還需要特種塑料和特種燃油。書刊、報紙是用化學家所發明的油墨和經化學方法生產出的紙張印製而成的。攝影膠片是塗有感光化學品的塑料片,它們能被光所敏化,所以在暴光時和在用顯影葯劑沖洗時,它們就會發生特定的化學反應。彩電和電腦顯示器的顯象管是由玻璃和熒光材料製成的,這些材料在電子束轟擊時可發出不同顏色的光。VCD光碟是由特殊的信息存儲材料製成的。甚至參加體育活動時穿的跑步鞋、溜冰鞋、運動服、乒乓球、羽毛球排等也都離不開現代合成材料和塗料。
⑼ 北京化工大學化學工程學院的教研成果
化學工程學院堅持教育改革與創新,構建高水平的人才培養體系。擁有國家化學工程教學團隊、國家級「化學化工教學實驗示範中心」和北京市高等學校「化工實驗教學示範中心」。經過多年的建設,化學工程與工藝成為國家級特色專業、能源化學工程成為首批國家戰略性新興產業本科專業和國家級特色專業、環境工程專業成為北京市特色專業。學院十分重視教學研究,承擔省部級教改立項5項,獲得國家及省部級教育教學成果獎12項。建設國家精品課程2門、北京市精品課程3門。出版「十一五」國家規劃教材、教育部精品教材和北京市精品教材10部。
化學工程學院以國家重大需求為牽引,構建了具有學科前沿性和交叉性為特徵的「基礎研究-技術創新-工程化應用」三位一體的創新研究體系,擁有國內一流水平的研究平台和基地,建有當前全國化工學科唯一的國家自然科學基金委創新研究群體,合作建有「有機無機復合材料國家重點實驗室和化工資源有效利用國家重點實驗室」,以及教育部超重力工程研究中心、北京市高校環境污染控制與資源化工程研究中心和膜分離過程與技術北京市重點實驗室等。學院主持過國家「973」、「863」、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金重大、重點和面上項目百餘項,年科研到款經費達8000萬元以上,年發表SCI收錄文章170多篇,年申請國際、國內專利40餘項,先後獲得國家技術發明獎、國家科技進步獎、教育部和北京市級獎勵20餘項。學院在化學工程、化學工藝、工業催化、納米材料與技術、能源化工、資源化工、環境工程、應用化學等領域擁有很強的教學、科研實力,成為國家化工高等科技人才培養、科學研究和技術開發的重要基地。
⑽ 中國化工領域的成就
先進勘探技術有效提高了我國油氣供給的保障能力
由中國海洋石油集團有限公司等單位首創的渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論技術,指導發現了中國東部最大的整裝渤中19-6凝析氣田,在渤海灣發現千億立方米大型天然氣田;西南石油大學等合作開發的頁岩氣水平井縫網壓裂技術,創建了我國3500米以淺頁岩氣水平井縫網壓裂理論方法和技術體系,使我國成為少數幾個掌握頁岩氣開發核心技術的國家。
自主煤化工技術實現突破,保持了我國現代煤化工的國際領先地位
2019年,中國現代煤化工產業在工程示範基礎上,技術創新進一步深化。中科合成油等合作開發的高溫漿態床費托合成催化劑成功應用於伊泰和潞安等示範裝置及寧煤、杭錦旗等商業化裝置,有力推動了我國煤炭間接液化產業的發展;中科院大連化物所與延長石油合作完成了煤經合成氣直接制低碳烯烴技術的工業試驗,從原理上顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的費托合成路線;中科院過程工程所研發的離子液體催化乙烯—合成氣制甲基丙烯酸甲酯(MMA)成套技術,為現代煤化工的高端化、差異化、綠色化發展提供了科技支撐;神木天元與華陸工程研發的低階粉煤回轉熱解成套技術整體達到國際領先水平。
一批化工新材料和高端專用化學品補「短板」技術引領產業向中高端邁進
2019年,我國化工新材料在高性能樹脂、高性能纖維、功能性膜材料等一系列重要領域取得了突破性進展。萬華化學開發的脂肪/環族異氰酸酯全產業鏈製造技術打破了國外對ADI系列產品全產業鏈長達70年的壟斷,培育出世界上品種最齊全、技術領先、產業鏈最完整的ADI特色產業集群;南京工業大學等開發的氣固分離膜材料打破了規模化生產與應用的技術瓶頸,推動了膜工業的技術進步;山西煤化所開發的高性能石墨封嚴材料實現量產,為我國航天/航空發動機關鍵密封部件提供了材料保障;中科院過程所研發的煤基氫酯化法路線,開辟了尼龍66關鍵原料己二腈的全新綠色生產路徑;天辰齊翔自主丁二烯法合成己二腈技術開啟工業化征程,50萬噸級己二腈產業化裝置開建。