博文
为了忘却的祭奠 Ⅲ
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1996年出版了第一个为国际期刊Catalysis Today编辑的专刊。其中发表了一篇关于高温变换催化剂在煅烧过程中机械性质优化的论文，1999年出版了为该期刊编辑的第二个专刊，其中发表了一篇关于当时国内使用的国产和进口的主要高温变换催化剂机械强度的统计性质的论文。 2000年在Powder Technology发表了催化剂单颗粒机械性质测试和统计分析方法的基本理论框架。至此，80年代建立的，80年代后期和90年代初曾经致力于在国内推广的，也曾经在国内多个催化剂厂、研究院、化肥厂和国内行业会议演讲的关于固体催化剂机械性质测试分析和优化的理论框架的骨干内容，就全部发表在国际期刊了。实际上，这些方法、理论和数据都是80年代或88年以前获得的。
事情的发展，颇有戏剧性，98年招收硕士生，招了一位奇才，他的名字叫吴东方。有趣的是，他报考硕士生，报的不是我的专业，考完试找导师，居然找不到，找了一圈到我这里，还是经过一个特别的故事和一个特别的人物的引导。在我这里坐了一会，说导师找不到，问我能否带他，我说可以啊。也没想到问原因。倒是后来见到他报考的同事和导师，说起来，这么好的学生，你们当初为什么不要他，几位同事说，没法说话交流，话太少，更不说英语。
说来也是奇迹，既然做了我的学生，就要和我见面讨论，好像他入学不久，一次聊起天来，他说老师你在想什么，我说我在想一个问题，想了十几年想不通，他说什么问题，我灵机一动，我说，那我说出来你也帮我想想。是个什么问题呢，1974年美国曾经召开过一次催化剂测试方法标准化的会议，会上，好像是孟山都公司的技术人员，提出过一个测试方法，就是把有限量的催化剂，装到一个钢制圆筒里面，然后施加压力，测催化剂的破碎率和生成的细粉的分率。结果表明实验数据很重复，而且互相之间的相对值很稳定，但那以后，就没有人再进一步研究，虽然有的书和文献引用这一方法，但原理是什么？十几年来，我一直试图建立一个模型，给这一方法赋予一点科学基础。给他介绍完了关于催化剂机械强度的基本概念，我说，我给你相关文献，和我们以前发表的文章，及我们没有发表的测试数据，你能否也帮我想想。
过了两个礼拜，又该见面了，东方来实验室，见面就说（他好像很少叫老师），你说的那个问题，我想了，实际上你自己的文章已经给出了思路，这个整体压碎强度模型的表达，应该和Weibull公式差不多，只是有一点，就是要假设多点受压的时候和两点受压的时候的破坏机理是一样的。我目瞪口呆，两种情况机理当然是一样的！我说，你把你的想法写到纸上，我再分析分析。又过了两个礼拜，东方又来见面，拿来了写在纸上的思路，实际上这两个礼拜，我也已经相通。我从书架上，拿了一本Ind Eng Chem Res的杂志，交给他，说，你能否按照这个杂志的格式，把你的思想写成一个草稿。然后详细介绍了一个草稿应该包含的各个部分，及各个部分的书写原则和注意事项。过了两个礼拜，再次见面，他拿来的草稿，居然很像个样子。这个稿子，经过修改，第二年就在Ind Eng Chem Res发表出来了。
以后，东方又开始了实验研究，在硕士期间拓展了这一模型的应用范围。他注册博士以后，针对我和我的老师们多年思考的理论问题开展了进一步的实验和理论研究，也获得了大量的实验数据。很快，在国际期刊又有几篇论文发表，毕业后，他的博士论文获得了全国百篇优秀博士论文的提名奖。
在他读书期间，国内的学术文化急剧变化。由重视发表SCI收录的论文数量，转向重视引用数。说来挺有意思，2001年度，就固体催化剂的机械强度命题，我们申请教育部的自然科学奖，也许有很多提携年轻人的因素在里面，也许当时这一课题在国际期刊发表的论文数还是领先的，当然也有很多位当年经历这一课题的工业界人士作证，我们居然获得了1等奖。过了两年，申报国家奖，没有通过。过后记得开会遇见钟炳老先生，他是会审专家之一，钟先生说，你那个项目，引用率太低，我在会上介绍了情况，并说明了这一项目解决的问题的工业价值，但是政策引导是看引用数，最终还是没有人投票，实在遗憾。
实际上，我们在工作中，遇到的麻烦更大。东方做到博士论文的后期，就已经开始抱怨，发表的论文好像没人看，没有引用。安排别的研究生继续做这一课题，没有学生做。第三年好不容易有一位学生答应以此做博士论文，做了一年多以后，转向了做涂层。当然，看起来内容是相关的，但是难度和对工业的有用程度是不一样的。
90年代后期和2000年以后，试图以催化剂机械性质为研究内容申请研究课题，尝试几次都不成功。
难得的，是东方，他毕业后多年，还在努力领悟固体催化剂机械性质涉及的科学基础和基本道理。虽然后面他自己做的实验数据不多，但每有领悟，就发表一篇文章，至今居然有近20篇论文发表。特别是2007年，他在AIChE J发表了一篇综述论文，这是一个很好的荣誉。因为这个期刊是化工界最重要的期刊之一，另外特别的是，这个期刊每年只发表很少数量的综述论文，当然只发表本领域专家的综述论文。有人做过分析，说是这篇文章是这一刊物创刊以来在大陆工作的学者发表的第一篇综述论文。后来，我给做了纠正，这是在大陆工作的学者以第一作者身份在该期刊发表的第一篇综述论文。因为我知道，尊敬的郭慕孙前辈和李静海院士在此之前在该期刊发表过综述论文，不同的是，第一作者是一位香港学者。
前年在南京，参加全国催化大会，遇到几位学生参加，说起来吴东方在南京。和他接近同期的学生打电话把他叫到会场，要他到旁边的餐馆请客吃饭，聊起天来，东方很沉郁，问起来为什么，说是发表的论文没有引用，申请不到基金，看来不得不转向做别的课题了。听了东方的话，感觉特别沉重。
实际上，自东方以后，已经意识到，这是一个在中国做不下去的课题，就不敢再安排别的学生做。已经开始的，也同意转了方向。没有想到的，只是东方是如此的执着，把这一领域的基本命题一个一个的不断澄清。他已经是这一领域的杰出专家了。作为他的导师和同事，觉得很对不起他，这两年，没有再敢见东方。但愿他的转向成功。
在欧洲，这几年关于多孔材料的机械强度和磨损过程的研究和公开讨论逐渐活跃了起来，也是在前年，剑桥大学发起了International conference on Abrasive Processes并举行了第一届会议。从原理上，这是十分相关的领域。当然，不公开的研究，一直在进行中。记得2000年左右收到过英国帝国理工学院的博士生询问并讨论催化剂机械强度问题的信件，他们的工作实际上是受某一公司资助的。当然在最近10几年，也不断应邀到欧美的大学和公司演讲，讨论固体催化剂的机械强度问题。
在7月份举行的国际催化剂制备科学基础国际会议上，威尼斯大学的挂单教授Nicola老头做了一个关于催化剂机械强度研究的报告。会下的宴会上，聊起天来，老先生说，看过你们的很多论文，很有启发，你们做高温变换催化剂，我做别得催化剂，高温变换催化剂现在好像已经不存在机械强度问题了。我心里想，可不是吗，现在欧洲用的高温变换催化剂相当大部分是从中国买的，20年前我们已经培训了中国高温变换催化剂的技术骨干，也已经开始在欧洲以高温变换催化剂为实例讲述固体催化剂机械性质的基本科学道理及其优化方案，如果再有问题，就不是我们学术界的事了。
实际上，关于催化剂的机械性质，仍然还有大量的科学命题需要研究，这些命题的解决会有极大的经济效益。但看起来，还是要等欧洲和美国人走到前面去了，因为这样的课题，从事研究的人不会多，论文引用率会很少，同时这样课题以应用中的问题为对象，产生所谓原创性发现的可能性也不大，25年来，我们就没有走出Weibull，Griffith等等数学和力学大师建立的理论框架。中国的科研资助机构，短期内不会愿意资助。这是近年的历史证明了的。
谨以此文祭奠故去的老一辈先生们，祭奠我们关于固体催化剂机械强度的研究工作，也祭奠当年执着的科学国家主义，当然也包含这一领域在中国的命运。
我们公开发表的关于催化剂机械性质可靠性和优化理论的论文
1) Dong Zhang, Lihong Zhang, Bin Liang, Yongdan Li, Effect of Acid Treatment on the High-Temperature Surface Oxidation Behavior of FeCrAlloy Foil Used for Methane Combustion Catalyst Support, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009, 48, 5117-5122
2) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou, Yongdan Li, Effect of the sulfidation process on the mechanical properties of a CoMoP/Al2O3, Chemical Engineering Science, 2009, 64, 198-206
3) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou and Yongdan Li, Optimization of the mechanical properties of a hydrotreating catalyst in the impregnating and drying processes, AIChE Journal, 2008, 3116-3123
4) D. F. Wu, J. C. Zhou, Y. D. Li, Size effect on strength of alumina agglomerates, Materials Science and Technology, 24 (1): 121-123 JAN 2008,
5) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou, Yongdan Li, Mechanical Strength of Solid Catalysts: Recent Developments and Future Prospects, AIChE Journal, 2007, 53, 2618-2629，invited review
6) D. F. Wu, J. C. Zhou, Y. D. Li, Distribution of the Mechanical Strength of Solid Catalysts, Trans IChemE, Part A, Chemical Engineering Research and Design, 84(A12): 1152-1157, 2006
7) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou, Yongdan Li, Methods for estimating Weibull parameters for brittle materials, Journal of Materials Science, (2006) 41:5630-5638
8) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou and Yongdan Li, Unbiased estimation of Weibull parameters with the linear regression method, Journal of the European Ceramic Society, 26(7), 2006, 1099-1105
9) Dongfang Wu, Jiancheng Zhou, Yongdan Li, Statistical analysis of pellet size variation in commercial catalysts, Particle & Particle System Characterization, 22 (2005) 63-68
10) Dong Zhang, Panfeng Fan, Dongfang Wu, Yongdan Li, Pressure drop across a fixed bed reactor with mechanical failure of catalyst pellets described by simplified Ergun’s equation, China Particuology, 3 (1-2), 23-25, 2005
11) Dongfang Wu, Guangzhong Lu, Hong Jiang, Yongdan Li, Improved estimation of Weibull parameters with the lenear regression method, Journal of the American Ceramic Society, 87 (9), 1799-1802, 2004
12) Yongdan Li, Dongfang Wu, and Y. S. Lin, Mechanical strength and reliability of solid catalysts, China Particuology, 2(2), 53-62, 2004, invited review
13) Lingyan Song, Dongfang Wu, Yongdan Li, Optimal probability estimators for determineing Weibull parameters, Journal of Materials Science Letters, 22, 1651-1653, 2003
14) Dongfang Wu, Lingyan Song, Baoquan Zhang and Yongdan Li, Effect of the mechanical failure of catalyst pellets on the pressure drop of a reactor, Chemical Engineering Science, 58（2003） 3995-4004
15) Dongfang Wu, Yongdan Li, Yahua Shi, Zhiping Fang, Dihua Wu, and Liu Chang, Effects of the calcination conditions on the mechanical properties of a PCoMo/Al2O3 hydrotreating catalyst, Chemical Engineering Science, 57 (2002) 3495–3504
16) Dongfang Wu, Yongdan Li, Effects of the impregnation and drying process factors on the mechanical properties of a PCoMo/Al2O3 hydrotreating catalyst, Studies in Surface Science and Catalysis, 143 (2002) 101-109
17) Dongfang Wu, Yongdan Li, Jianpo Zhang, Liu Chang, Dihua Wu, Zhiping Fang, and Yahua Shi, Effect of the number of testing specimens and the estimation methods on the Weibull modulus of solid catalysts, Chemical Engineering Science, 56 (24) (2001)7035-7044
18) Yongdan Li, Dongfang Wu, Jianpo Zhang, Liu Chang, Dihua Wu, Zhiping Fang, Yahua Shi, Extension of a model for bulk crushing strength of spheres to solid catalysts of different shapes, Industrial and Engineering Chemistry Research, 39 (2000) 838-842
19) Yongdan Li, Dongfang Wu, Jianpo Zhang, Liu Chang, Dihua Wu, Zhiping Fang, and Yahua Shi, Measurement and statistics of single pellet mechanical strength of differently shaped catalysts, Powder Technology, 113 (1-2) (2000) 176-184
20) Yongdan Li, Xiumin Li, Liu Chang, Dihua Wu, Zhiping Fang, Yahua Shi, Understandings on the scattering property of the mechanical strength data of solid catalysts: A statistical analysis of iron-based high-temperature water-gas shift catalysts, Catalysis Today, 51(1) (1999) 73-84
21) Yongdan Li, Dongfang Wu, Liu Chang, Yahua Shi, Dihua Wu and Zhiping Fang, A model for the bulk crushing strength of spherical catalysts, Industrial and Engineering Chemistry Research, 38 (1999) 1911-1916
22) Yongdan Li, Liu Chang, Optimising the Mechanical Strength of Fe-Based Commercial High-Temperature Water-Gas Shift Catalyst in a Reduction Process, Industrial and Engineering Chemistry Research, 35(11), 4050-4057, 1996
23) Yongdan Li , Rijie Wang, Jiyan Zhang and Liu Chang, The Possibility in Increasing the Mechanical Strength of Fe-based Commercial WGS Catalyst, Factors Analysis in Calcination Process, Catalysis Today, 30(1-3), 49-57, 1996
24) Yongdan Li, Rijie Wang, Jun Yu, Jiyan Zhang and Liu Chang, Effect of Abnormal Treatment on the Mechanical Strength of Iron Based High Temperature Shift Catalyst, Applied Catalysis A General, 133(2), 293-304, 1995
25) Yongdan Li, Jiusheng Zhao and Liu Chang, Factors Analysis for Mechanical Strength in Pelleting Process of Fe-based High Temperature Shift Catalyst, Studies in Surface Science and Catalysis (Preparation of Catalysts V), 63, 145-153, 1991
2010年8月17日于瑞士洛桑。
https://blog.sciencenet.cn/blog-281175-353848.html
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