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[资源分享] 【海川化工先驱】陈庆云:六十余年研究一种化学元素

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陈庆云,中国科学院院士,我国著名有机化学家、国际知名有机氟化学家。

他开创了全氟酮化学,获得了制备六氟双酚A的苏联专利,直到现在仍被世界各大化学公司沿用;他研制出我国独创新型铬雾抑制剂F-53,被全国千余家电镀厂使用,为国家环保节能事业作出了重要贡献;他系统研究了全氟磺酸化学,基于对二氟卡宾化学的研究,合成和发展了多种能高效实现三氟甲基化的试剂和体系,应用最广的氟磺酰基二氟乙酸甲酯被称为“陈试剂”,迄今仍被各大试剂公司收入目录。他将当代有机化学最重要理论之一的单电子转移反应引入氟化学研究,成果多次获国家、省、市等奖项;他被誉为我国有机氟化学领域的创始人之一,为我国的有机化学学科的发展作出了重要贡献。

 

发表于 2021-11-4 14:01:50

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1945年秋,陈庆云考入湖南省立第一中学,修习化学等课程。也就是从这时起,他对化学产生了浓厚的兴趣。

1948年7月,陈庆云被北京大学“西方语文”专业录取。经过慎重考虑,他在大二时转到了化学系。

当时的化学系,汇聚了一批学识渊博的教授,尤其是邢其毅教授。陈庆云在课后常常就有机化学的相关问题求教邢其毅,邢教授每次都非常高兴跟他讨论问题,耐心解答,鼓励和引导陈庆云深入思考。这为陈庆云日后开展化学研究奠定了坚实的基础。
1952年,陈庆云从北京大学毕业,被分配到中国科学院仪器馆(现为中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),主要任务是对光学玻璃在制造过程中的成分进行分析,同时参与标准电池的试制。


 

发表于 2021-11-4 14:06:14

 

 

 

Peterpaul彼得保罗
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发表于 2021-11-4 14:07:09

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1955年,陈庆云考取留学苏联的研究生。经过一年的俄文学习后,他进入苏联科学院元素有机化合物研究所,师从苏联科学院院士、苏联军事科学院少将克鲁扬兹(I. L. Knunyants)。

留学期间,陈庆云经常上午九点就到实验室工作,一直到晚上八点才离开,回到宿舍简单用餐后,又继续学习,直到克里姆林宫的午夜钟声响起时才就寝。


进入实验室一段时间后,在导师的指导下,陈庆云开始研究六氟丙酮以及它的一些基本反应。在此研究过程中,由于六氟丙酮在高温裂解条件下会产生全氟异丁烯等有毒气体,导致陈庆云白血球数量超低,影响他的身体健康。面对这种情况,他的小导师N. P. Gambaryn博士就拿出自己的稿费供陈庆云买维生素B12药注射,以提高白血球数量。

通过多次的实验,1958年,陈庆云首次合成六氟双酚A,并获得苏联专利。这一合成路线具有制备方法简单、成本低廉的优势。直到现在,世界各大化学公司仍然沿用这个方法进行生产。

1959年6⽉,由于在含氟丙酮研究中取得了显著成绩,陈庆云在苏联科学院元素有机化合物研究所青年专家会议上被授予光荣证书。一年后,他顺利完成论文答辩,启程归国。

 

发表于 2021-11-4 14:07:48

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发表于 2021-11-4 14:08:07

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敢于创新,研制新型铬雾抑制剂
归国后,陈庆云进入中国科学院化学所工作,后调入中国科学院上海有机化学研究所,一直工作至今。他参与研制了氟橡胶、氟油、高能粘合剂等一系列国防军工产品,为祖国的国防事业作出了突出贡献。

20世纪70年代,包括自行车、缝纫机在内的中国轻工业正处在高速发展阶段,电镀需求量大幅提高。但由于制备工艺问题,并且缺乏铬雾抑制剂,电镀时会形成一种剧毒的强氧化剂铬雾,直接威胁工人身体健康。

为了解决这个问题,上海有机所任命陈庆云为组长,探索研究铬雾抑制剂的生产。陈庆云根据自身的研究基础,经过两年多的探索,于1977年成功合成并在实验厂试制成功了一类新的含醚键的全氟磺酸盐F-53,这是我国独创的一种电镀防铬雾剂,可以在各种苛刻条件下使用,有效保护了工作人员健康,防止环境污染。与国外同类产品相比,F-53在抑制铬雾的有效时长和效果均超过国外产品,并且有利于提高电镀铬件硬度,改善铬层裂纹问题。

由于F-53铬雾抑制剂的优异性能,它在全国几千家电镀厂得到推广使用。1982年10月,“抑铬雾剂F-53的研制”获国家发明奖三等奖和上海市重大科研成果一等奖。

 

发表于 2021-11-4 14:09:13

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发表于 2021-11-4 14:09:47

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凝聚智慧,扬名“上海氟化学”
在科研工作中,陈庆云坚持做引领性的工作,从不跟风。对于培养学生,他坚持“培养研究者,而不是操作工”的理念。在学生一二年级时,陈庆云对他们非常严格,三四年级则放手让学生自主开展科研。

陈庆云的学生郭勇说:“他(陈庆云)放手让你做事的,不会干涉你很多,但是如果碰到重大问题的时候,他又会给你一些相应的指引和指导,我觉得这一点对我们帮助是非常大的。”对于学生汇报的科研成果,陈庆云会非常认真地聆听,思考一些关键的问题来帮助学生进一步展开工作。

2009年,陈庆云在撰写的《我的氟化学情结》中提到:“我自认平凡,无过⼈的智力,但有一点执着的追求。有幸的是能工作在有着优良研究传统的上海有机所中。这里充满着探索的激情和求实苦干的精神,有着循循善诱,潜移默化的氛围,名师不少,能人良多。我在此受益匪浅。如果一定要说我在上海有机所四十五年中作了一点点事的话,那首先要归功于上海有机所这一伟大的集体,任何个人,本事再大,离开集体便会一事无成。”

陈庆云一直强调集体意识,他所指的集体,不仅仅是课题组,研究室,也不仅仅是上海有机所,还包括整个无形的氟化学共同体。正是靠这种集体意识,陈庆云将集体的智慧凝聚起来。在这种开阔的思维之下,上海有机所的中国科学院有机氟化学重点实验室能够吸引不同地方的研究者,实验室也面对全国和全世界开放,共同推动学科的进展。也因此,这群因研制氟而聚集在一起的研究团队在国际氟化学界获得了一个响当当的名号——“上海氟化学”。

 

发表于 2021-11-4 14:10:14

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发表于 2021-11-4 14:11:36

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2007年7月19日,中国中化集团公司副总裁冯志斌和中科院上海有机所所长姜标在太仓共同宣布,中化太仓化工产业园、中科院上海有机所氟化工联合实验室正式挂牌成立。

    中化集团下属的中化太仓化工产业园和中科院上海有机所早在2006年7月就签署了联合实验室组建协议,经过一年来的运行,联合实验室在基地筹备和部分实验项目合作研究思路上有了进一步的拓展,为了巩固合作成果,并继续加大在项目研发资金、实验设备和高层次研发人员的投入力度,进一步提升联合实验室在氟化工领域的研究能力,双方决定扩展并正式启用设在中化太仓研发中心的联合实验室。

    在推动联合实验室运作的同时,中化太仓完成了余杭研发中心和苏州研发中心的整合工作,成立了由五个研究室组成的氟化工研发中心,研究范围覆盖ODS替代品、氟精细化工品、氟聚合物以及相关催化剂。作为氟化工发展战略的产业化依托,2007年中化太仓还将在研发中心各研究室基础上,建成四套相应的中试装置,届时将形成较为完整的技术产业化研究平台。中科院上海有机所在氟化工研究领域实力雄厚,拥有以陈庆云院士领衔的氟化工专家团队。双方的合作将能整合中化太仓氟化工实业战略、项目投资和上海有机所的雄厚研发资源,实现强强联合。

    通过建立氟化工联合实验室,协议双方将实现资源共享和优势互补,共同研究开发科技含量和附加值高的新产品、新技术,提升太仓产业园在氟化工领域的科技创新能力,加快上海有机所科技成果转化,共同搭建产业化技术平台,为国内氟化工产业的发展做出贡献。

 

发表于 2021-11-4 14:13:46

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令人钦佩

 

发表于 2021-11-4 14:14:38

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2007年1月31日报道 我国氟化工产业“十五”期间高速发展,平均增幅达30%,目前氢氟酸、F22产品产量已居世界第一,2005年我国出口萤石73万吨,出口无水氟化氢9.7万吨。如何看待表象下的氟化工生产大国?日前记者应约采访了中科院上海有机化学研究所氟化学实验室陈庆云院士。

  这位从事有机氟化学研究50多年的业界著名专家开门见山:“产量大并非实力强,出口多其实是输出战略资源,而不是高附加值的氟产品。我国氟化工的技术水平总体上比国外技术落后很多。”陈庆云院士指出,要使我国真正发展成为氟化工强国,必须要解决技术落后、资源外流、缺乏产学研平台这三大问题。

  以技术进步促产品升级

  目前我国氟化工品种单调,大多为氢氟酸、F22或聚四氟乙烯,产品初级。有些企业生产数十个氟聚合产品,号称与世界同步,但真正能形成生产规模的很少,即使能生产,其质量也不如国外产品,没有竞争力。陈院士曾问过多家企业,样本中的这些产品能生产吗?回答都是否定的。国内曾有媒体报道过某企业的有机氟新产品,但据他了解并没有生产。

  陈庆云说:“1979年我到美国杜邦公司考察,杜邦单单是聚四氟乙烯的品种就有十几个,而我国到目前还达不到这一水平。不是中国人做不出来,而是我们一些企业和部门没有下功夫,满足于一两个产品有钱赚,小富即安。我国目前四氟乙烯单体年产量约5万~6万吨,因为质量不够好,有些只能做‘生料带’等附加值不高的产品。国内许多大公司有研发机构,但很少见到有一流水准的产品开发出来,说明国内氟化工应用研究比较落后”。

  采取措施制止资源浪费

  陈庆云表示,资源外流和浪费是他最担心的。虽然我国萤石出口量比前几年有所减少,但无水氟化氢出口从2001年的1.7万吨猛增到2005年的9.7万吨。对此,陈庆云感到非常不解。他认为,我国虽然是世界萤石资源大国,但并不是没有穷尽,可供开采量只能持续几十年。国家有关部门应继续采取措施,果断限制出口。

  问题还不仅于此。国内许多小企业因当地政府为了帮其脱贫,不断开采萤石或冰晶石生产氟化氢和含氟产品。在宁夏和湖南,据说不少企业用冰晶石在生产氟化氢,这些企业规模只有上千吨。陈庆云认为这简直就是在浪费资源,与我国建设资源节约型社会的精神实不相符。他对此忧心忡忡:“几十年后,中国的氟矿开采完了,用什么来发展氟化工?”

  尽快搭建产学研合作平台

  陈庆云院士认为,国内的氟化工企业大多是同质竞争、低价竞争、消耗原材料的竞争,一些龙头企业甚至也有这种情况。想要引进国外的顶尖技术却又遭遇壁垒。

  近几年,国外氟化工公司以独资形式纷纷进入中国,抢占中国市场。在这种形势下,国内企业不能只讲竞争,也要合作。他表示,氟化工是一个技术性很强的新材料学科,理应集中国家最强的科研力量重点开发,开展产学研联合就是一个有效形式。国内大企业虽然有自己的研发中心,但毕竟条件有限。前些年,虽然也开展了一些产学研合作,但没有权威的平台,各方又过多考虑自己的利益,成功的案例很少。

  据介绍,中科院有机所氟化学实验室有50多年历史,在上世纪五六十年代由国家下达任务,曾帮助企业开发四氟乙烯、氟离子交换膜等产品,研制航天用含氟润滑油、高比重陀螺油,这些含氟产品为“两弹一星”的成功作出了贡献。改革开发后,该实验室主要任务是接受国家下达的研究课题,同时培养研究生,并在氟化学研发方面取得了一些成果。但是,为企业服务开发的氟化工新产品还比较少,关键是缺少合作平台。

  陈庆云认为,目前中国的氟化工产业要做强,企业和市场有需求,国内一些化工研究院、化学研究所也有科研资源和人才优势,但是还需要国家相关部门来牵头组织、搭建合作平台。

责编:李二庆

 

发表于 2021-11-4 14:14:59

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中科院上海有机所阜新氟化工研发中心成立


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发表于 2021-11-4 14:16:54

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中国科学院有机氟化学重点实验室简介
     中国科学院有机氟化学重点实验室在过去半个多世纪以来,经过几代科学家薪火相传和持续不断的建设,目前在人才队伍、重大成果、重大任务与项目、服务产业、研究平台、开放合作等多个方面具有明显优势。

      人才队伍: 实验室的前身为成立于上世纪五十年代末的中科院上海有机化学研究所的氟化学研究室,在黄耀曾、黄维垣、蒋锡蘷、陈庆云院士等老一辈科学家的带领下,经过几代人的艰苦创业和不懈努力,于2002年12月建设成立了中国科学院有机氟化学重点实验室。目前实验室汇聚了老中青三代科学家,人才力量雄厚,在国际上享有较高影响和良好声誉;实验室目前共有研究员12人,其中中国科学院院士1人,特聘研究员1名(2001年度诺贝尔化学奖获得者 (K.Barry Sharpless教授),国家杰出青年科学基金获得者5人,中科院“百人计划”入选者3人,中科院上海有机所“百人计划”入选者3人,国家“高层次人才引进计划” 入选者1人。实验室目前(2020年)共有固定人员110人,其中副高级职称以上的科研人员52人,其中40岁以下的17人占研究骨干的33%。除此之外,实验室目前(2020年)有在读博士研究生37人、硕士研究生34人。

       重大成果:实验室成立以来,主要面向国家重大战略需求和学科领域发展前沿,开展有机氟化学基础研究和高性能含氟材料的应用研究,为我国“两弹一星”、战略武器、航空航天中关键材料的研制、我国氟化学学科以及氟化学基础工业的建立和发展做出了重要贡献,取得了多项在国内外有重大影响的成果。实验室曾获得研究室获得国家自然科学一等奖(1 项)、二等奖(3 项)、国家科技进步奖特等奖(2 项)、国家科技进步奖二等奖(1 项)、国家创造发明奖及二等奖以上(2 项)、军队科学技术一等奖(1 项)、上海市自然科学一等奖(2 项)、上海市自然科学二等奖(1 项)、国际氟化学“Moissan”奖、英国皇家化学会氟化学奖等在内的多项国内外重要奖励,实验室的研究实力和成果在国内外具有很高影响力并享有良好声誉,被国外同行誉为“上海氟化学”(Shanghai Fluorine)。

       重大任务与项目:实验室研究方向特色鲜明,世界学科前沿和国家战略并重、基础研究和应用基础研究并举。近五年来(2016-2020),氟化学室承担国家973项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金委创新群体项目、重大项目、重点项目、面上项目、中科院战略先导科技专项、横向项目等220余项,在研项目实到经费为2.96亿元。

       服务产业:实验室多年来一直坚持产学研结合,不断为我国氟化工产业提供科学和技术支持,曾先后与浙江、辽宁、福建等氟化工产业重点地区的大型企业合作建立了院士工作站、产业化示范基地、联合研究中心或联合实验室,与数十家氟化工企业建立了开展了产品与技术开发合作关系。

       开放、交流与合作:实验室成立以来一直坚持对外开放。2013年以来,累计设置100项开放基金课题,资助国内30多个单位的研究人员,为我国氟化学研究领域的发展起到了很好地引领、带动和辐射作用。实验室学术交流活跃,每年定期举行研究室学术报告会,讨论有机氟化学领域最新研究进展和发展趋势。实验室长期重视与国内外研究机构交流合作,国际化程度高,曾邀请著名氟化学家1994年度诺贝尔化学奖获得者G. A. Olah教授,2001年度诺贝尔化学奖获得者K. Barry Sharpless教授,美国化学会氟化学奖获得者D. Burton教授、D. DesMarteau教授、J. Shreeve教授、G. K. S. Prakash教授、K. Uneyama教授、D. O’Hagan教授、V.Gouverneur教授等本领域的国际领军人物来实验室交流讲学。实验室目前拥有中科院卢嘉锡国际合作团队1个,特聘研究员1名(外籍),曾先后聘用中科院外籍访问教授3名。实验室与诺华、巴斯夫、拜耳、汉高、先正达等国际知名跨国公司开展了在含氟医药和材料研究方面的实质性合作,及时掌握国际产业界对氟化学学科的最新需求。实验室曾在上海主办了第17届国际氟化学会议(氟化学界唯一的国际性会议),这也是该系列会议第一次在中国举办。实验室还于2014年在上海举办了第五届中日韩氟化学研讨会。实验室发起并长期组织了历届中国化学会全国氟化学学术会议(至今一共举办了15届)。实验室管理规范,聘请高水平专家担任学术委员会委员,把握学科方向,设专职人员负责日常事务管理,定期出版实验室年报。

    几十年氟化学实验室室不畏风雨,不忘初心,牢记使命,脚踏实地,开拓进取,传承老一辈科学家的精神,培养新一代学者的精神风貌和爱国情怀,扎根沃土,枝叶葳蕤。

 

发表于 2021-11-4 14:22:25

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吾辈楷模,值得学习!  发表于 2021-12-6 08:58
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向老一辈科学家学习

 

发表于 2021-11-11 08:34:38

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