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張大煜
物理化學家
基本信息
| 外文名 | Ta yu Chang |
| 出生日期 | 1906年1月15日 |
| 去世日期 | 1989年2月20日 |
| 國籍 | 中國 |
| 性別 | 男 |
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人物生平
1906年1月15日，張大煜（字：任宇）出生于江蘇省江陰縣長涇鎮(zhèn)。中學畢業(yè)以后，考入南開大學，后轉清華大學。
1926年，張大煜和清華大學、中央大學、交通大學等校學生發(fā)起組成大地社，該社由翟鳳陽負責，成員有葛春林、袁翰青、張大煜等十余人，他們經常探討如何“工業(yè)救國”和“科學救國”，并多次參加學生運動，為清華脫離外交部管轄，從留美預備學校轉為正式大學起到了一定作用。
1929年，張大煜于清華大學畢業(yè)，同年考取了公費留學德國和美國，他把留學美國的名額讓給了同學，自己赴德國德累斯頓大學學習膠體與表面化學。
1933年，獲工學博士學位。回國以后在清華大學任教，歷任講師、教授。
1937年，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，張大煜從北平到長沙，又從長沙輾轉到昆明在西南聯大任教并兼任中央研究院化學所研究員。從基礎研究轉向石油、煤炭方面的技術科學研究，以期為抗日勝利貢獻力量，當時曾嘗試過從植物油制造重要國防物資并開展了將煤煉制成汽油的方法。他利用云南豐產的褐煤，在昆明附近宜良滇越線上建立了一個從褐煤低溫干餾提煉汽油的小型實驗工廠（利滇化工廠），邊實驗邊生產，歷盡千辛萬苦煉出了油。但在人力、物力、設備和經費等方面困難重重，終于被迫停辦。張大煜“工業(yè)救國”的嘗試遭到了挫折，但為他后來創(chuàng)建中國第一個石油煤炭化學研究基地提供了最初的經驗。
1945年，抗日戰(zhàn)爭勝利后，張大煜從昆明到上海，任交通大學教授兼北京清華大學化工系主任，講授工業(yè)化學和膠體化學，在極端困難的條件下，還開展了一些研究工作。留學回國十余載的經歷，使他思想處于彷徨之中，他親眼看到知識分子在舊中國不可能實現富國強民的理想。
1949年，大連大學創(chuàng)辦初期，被聘為大連大學化工系主任，同時擔任大連大學科學研究所（后改名為東北科學研究所大連分所）研究員、副所長。
1952年，該所劃歸中國科學院領導，并先后更名為工業(yè)化學研究所、石油研究所、大連化學物理研究所，他一直擔任所長。
1953年，在所長張大煜和燃料工業(yè)部的積極倡議下，成立了液體研究委員會，張大煜任主任委員。
1954年，工業(yè)化學研究所再次更名為“中國科學院石油研究所”，同時成立“中國科學院煤炭研究室”，由蘇恒任書記，張大煜任所長兼煤炭室主任。
1960年，張大煜在上海召開的中國科學院學部大會上作了《多相催化研究中的表面鍵理論研究》的學術報告。
1962年，中國科學院石油研究所改名為大連化學物理研究所。
1977年，張大煜調任中國科學院感光化學所任顧問兼第一屆學術委員會主任，同時兼任大連化學物理研究所顧問。
張大煜曾任清華大學教授、化工系主任，中央研究院化學研究所研究員，交通大學教授。1949年后任大連大學工學院（現大連理工大學）教授、化工系主任，中國科學院工業(yè)化學研究所、石油研究所、大連化學物理研究所研究員、所長、顧問，中國科學院蘭州化學物理研究所、山西煤炭化學研究所所長。
主要成就
科研成就
50年代初期，張大煜緊密圍繞國民經濟恢復和建設需要的重大課題開展工作，在中國天然石油資源尚未開發(fā)的情況下，他組織和發(fā)展了中國水煤氣合成液體燃料、頁巖油加氫、汽油餾分環(huán)化制甲苯等研究，取得杰出成績，有些成果達到當時的世界先進水平。在完成國民經濟重大研究課題的同時，張大煜也很重視基礎研究，50年代初期開始，他就致力于工業(yè)上廣泛使用的催化劑擔體研究，結合水煤氣合成石油的鈷催化劑和合成氨催化劑的催化性能研究，逐步建立了物理吸附、化學吸附等一系列研究方法，并且提出了表面鍵理論的設想，并以此為指導，研制成功了合成氨新流程3個催化劑，超過了國內外同類催化劑的水平。通過實踐，培養(yǎng)和建立起一支學科配套，有解決綜合問題能力的催化科學隊伍。隨著國家建設對科學事業(yè)發(fā)展的需要，張大煜在研究所的布局和發(fā)展上，及時提出了建議。經中國科學院批準，先后于1958年和1960年從石油研究所抽調科技力量，建立了蘭州石油研究所和太原煤炭化學研究所，他兼任這兩個所的所長，為促進內地科學事業(yè)的發(fā)展作出了貢獻。
早年從事膠體化學和表面化學的研究，抗日戰(zhàn)爭時期曾在云南宜良創(chuàng)辦利滇化工廠從事褐煤低溫干餾。50年代初在中國天然石油匱缺之時，組建起第一個石油研究所，開展對石油、頁巖油和煤的加工工藝和化學基礎研究。由他指導的合成油七碳餾分環(huán)化制甲苯和水煤氣催化合成液體燃料兩項研究成果，分別獲1956年中國科學院科學獎金三等獎。60年代組建了蘭州石油研究所和山西煤炭研究所，促進了內地科學事業(yè)發(fā)展。領導催化、色譜、化學激光和化學工程等領域的科學研究，促進了中國石油煉制、石油化工、化肥工業(yè)、高能燃料等方面的進步；組織領導合成氨原料氣凈化新流程的研究開發(fā)，達到了當時國際先進水平，提供了科研與生產部門合作攻關的重要經驗。還提出了表面鍵催化理論見解，推動了催化化學、化學動力學等學科的發(fā)展。
早在中華人民共和國成立前，張大煜即對催化過程深感興趣，在國民經濟恢復時期，石油研究所內主要接受應急任務，基礎工作還相當薄弱，他當時親自兼任一個課題組長，從物理吸附開始逐步開展有關催化基礎研究，首先利用日本人留下的一些玻璃活塞和真空泵，建立了國內最早的兩套BET真空吸附裝置，又專門請玻璃細工劉興信（后來任副總工程師，成為玻璃吹制技術專家）來所工作。在國內首先試制成功了真空活塞、石英彈簧以及高真空擴散泵。1955年制成壓入水銀測孔儀，配合其它大型儀器的建立，初步具備了催化基礎研究條件。1953年開始催化劑物性的測定；以后又進一步開展了催化反應機理和動力學的研究，在工業(yè)催化劑載體的物理化學結構對催化劑活性關系研究中發(fā)現載體（如硅膠、氧化鋁、活性碳、硅藻土等）對催化劑有重要影響。1955年，在鈷催化劑制備中發(fā)現鈷硅復合物含量不同時會強烈地影響催化劑的還原和空隙結構。由于水煤氣合成反應受擴散控制，因而孔結構會強烈影響催化劑的活性、熱穩(wěn)定性和壽命，從而提出了催化劑制備時對孔隙結構的控制問題。在此基礎上還研究了水煤氣合成熔鐵催化劑的還原和生成孔隙結構問題，1957年開始化學吸咐的研究，在上述鈷催化劑上闡明了氫氣、一氧化碳吸附與反應性能間的關系。此外還從化學吸附等壓線等實驗事實出發(fā)歸為甲、乙、丙三種吸附類型，討論了表面不均一性所產生的能量圖譜，并推論丙型吸附可能與反應活性的關系密切，加上以后大量催化實驗事實的積累和對文獻中日益增多的數據的總結，逐漸形成“表面鍵”理論。催化反應特點，在于至少反應物之一與催化劑表面發(fā)生了作用而形成“化學吸附鍵”，此鍵在本質上與化學鍵相同，而又區(qū)別于一個分子內的化學鍵。由于催化劑表面所固有的或誘生的不均一性所形成的表面鍵在鍵角、鍵長與鍵能上會有很大的不同，從而形成一個表面鍵譜圖。強表面鍵是弱表面鍵存在的基礎，不強不弱的鍵在反應中起主要作用，較弱和較強部分都困難于活化而不易發(fā)生反應。如何得到表面鍵譜圖以預言催化劑活性，這是表面鍵理論要解決的關鍵問題。1062年組織開展這一工作時，微觀的表面測試工具，有的尚在初期應用階段（如紅外光譜），有的仍在研制（如各種能譜儀），因而測量表面鍵譜尚有困難。當時，一方面是從表面振子模型出發(fā)，從理論上分析表面覆蓋度對催化反應的影響，同時測量在反應條件下表面的真正覆蓋度，從而設法求得在這種覆蓋度下表面鍵能；另一方面研究吸附等壓線的規(guī)律，試圖以等壓線的某些特征判斷表面覆蓋度與反應之間的關聯，研究吸附熱與表面鍵的聯系。從表面振子模型出發(fā)，推出了吸附等壓線上極大處溫度與催化劑德拜溫度接近。在實驗上進行了鐵、鎳等催化劑的一系列等壓線的測定，包括與吸附和混合吸附等壓線；第三方面是反應機理的研究，如甲酸分解機理隨表面鍵強弱的變化而不同。在鎳催化劑上乙烯加氫機理研究中，探討預吸附氧對表面鍵的影響。當時還進行了鉑、鎳催化劑上吸附一氧化碳的紅外光譜研究，以期從微觀角度接近表面鍵問題，1964年后他又提出了表面振子模型如何發(fā)展，覆蓋度與表面鍵有什么規(guī)律，如何溝通催化劑微觀和宏觀的表征參數等比較深入和具有吸引力的研究課題。“文化大革命”時強調應用研究，停止研究“表面鍵”后，張大煜承擔了合成氨原料氣凈化新流程3個催化劑攻關任務并任組長，經過研究所和化工設計、生產部門的大力協作，發(fā)揮催化基礎積累的作用，不到一年，就研制成功了3個高效催化劑并在工業(yè)上迅速推廣，為中國合成氨工業(yè)的技術改造做出了重大貢獻，被國家經委、科委譽為協作攻關成功的典范。
科學組織工作中的遠見卓識
張大煜十分重視從實際中提出應用性很強的課題，也安排必要和可能的基礎研究。在集中力量開展石油化學的研究中帶動了催化和色譜兩門學科的發(fā)展，并在國內形成了自己的特色，為后來的發(fā)展奠定了良好基礎。1957年科學院黨組書記張勁夫去該所檢查工作，總結了“任務帶學科”的經驗并在全院推廣。早在1956年制定12年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃時，周恩來總理一再提出科學院要十分注意基礎研究，建國10年來，張大煜在完成應用研究任務過程中一再感到基礎研究是一個薄弱環(huán)節(jié)，此時產業(yè)部門石油化學研究隊伍業(yè)已成長，為避免研究工作中的重復，并提高研究水平，1960年，張大煜提出了表面鍵理論，以加強基礎研究。1961年11月，大連石油研究所正醞釀改名為化學物理所時，所內一度思想比較混亂。張大煜和當時的所黨委書記白介夫一起，在發(fā)揚民主、集思廣益的基礎上，明確了化學物理所的方向和任務、主要發(fā)展的科學領域（催化、色譜、燃燒和動力學，金屬有機、化工和物質結構組成綜合的研究力量和建立強有力的技術系統），并制定出化物所的長遠規(guī)劃，這對化物所成立后的建設和發(fā)展起了十分重要的作用。在此期間，張大煜總結出科學組織工作中的6大關系①處理任務和學科的關系，以任務帶學科，學科的發(fā)展促使為國家解決更多更大的任務；②挑選任務和課題應以國家“最重要”的為前提，本著我們“最合適”的尺度，嚴肅靈活地挑選；③“趕與超”、“遠與近”、大與小”等關系；④集中與分散的關系；⑤學術民主與學術領導兩方面的統一關系，就是領導、專家、群眾三結合；⑥處理專業(yè)研究和設計、生產單位的關系。在蓬勃開展工業(yè)學大慶的群眾運動中，化物所進入了一個空前的全盛時期，1966年初被中國科學院和中共中央東北局樹為大慶式的“紅旗單位”。郭沫若院長和國家科委韓光等領導都曾到化物所進行考察。郭沫若還寫了《水調歌頭》一闕以示嘉勉，其下闕云：“出成果，驅虎豹，御熊羆，趕超任務，重擔爭挑樂莫支。攻破尖端堡壘，滿足國民經濟，接力把山移，永蓄愚公志，長頌冬云詩。”正當張大煜帶領化物所全體職工奮發(fā)圖強，攀登科學高峰之時，“文化大革命”開始了，化物所的科研人員受到了摧殘，科研工作受到了破壞。張大煜被迫停止參加科研工作，但他堅信烏云終會過去，1972年，他獲得“解放”。當時，他獲悉美國科學家發(fā)明了丙烯氨氧化催化劑，在此啟發(fā)下，1973年他提出了建立“催化劑庫”的建議，組織力量對國內外各種類型的工業(yè)催化劑開展規(guī)律性的研究。這個建議得到研究人員和中國科學院領導的支持。他還寫成國外工業(yè)催化劑的研制中“理論走在前頭”的成功的10例提綱，意在科研人員中引起學術討論，以改變當時科研工作的混亂局面，加強學科建設和基礎研究。1973年，他又受到“四人幫”的反復批判，身心受到了嚴重的摧殘，“催化劑庫”的設想也隨之夭折。1976年10月，“四人幫”打倒以后。張大煜以十分欣喜的心情迎接新的工作，他回憶道：“我深深慶幸這是中國人民的第二次解放，10余年來的經歷，雖然我在家庭和身心兩方面都受到很大的損害，但我們要以春蠶吐絲的精神，有一分熱發(fā)一分光，在有生之年為黨為人民多做一點力所能及的事情，為祖國的現代化貢獻力量。”張大煜晚年還熱情支持開展新的科學領域的研究，如磁場對化學反應影響等基礎研究，他看到膠體界面科學在三次采油中的重要作用，熱情關心并支持強化采油中界面現象這一新的研究領域的開拓，直到他病逝之前，仍然為恢復和發(fā)展表面鍵的研究而嘔心瀝血。(作者：俞稼鏞)感謝葛春霖、段超人、張豐胄、陳榮、莊叔賢先生提供有關資料和素材以及李宗琦、王之玉、王涵慧、趙濉在撰稿中的協助。
?學術論著
張大煜在膠體化學、吸附和催化作用、催化劑研究、水煤氣合成、表面化學研究等方面發(fā)表過學術論文30余篇。
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劉建業(yè)，張大煜，郭燮賢。氮、氫混合吸附與合成胺反應條件下氮、氫吸附的比較。科學通報,1966,17(11):510512.
尹元根，張大煜。分子催化的新發(fā)展--金屬簇和表面科學對多相催化基礎研究的推動。化學通報,1980,(1):1-7.
人才培養(yǎng)
張大煜特別關心培養(yǎng)新生力量，對青年循循善誘、嚴格要求，不斷提高他們的學術研究水平，使研究室成為學術空氣濃厚、工作勤奮的研究集體。
榮譽表彰
1955年張大煜被選聘為中國科學院學部委員
社會任職
時間 | 擔任職務 |
—— | 中國化學會第二十屆理事會副理事長 |
第一、二、三屆全國人大代表 | |
第五屆全國政協委員 | |
中國民主同盟中央委員 | |
《燃料化學學報》主編 |
個人生活
“文化大革命”時期，張大煜遭到迫害，身心受到嚴重摧殘，抑郁成疾。但是，就在這樣重重壓力下，他仍多次要求開展磁場對化學反應影響的研究，不斷提出建立催化劑庫等發(fā)展催化科學的新建議，堅持為科學獻身。
人物評價
張大煜早年從事膠體和表面化學以及人造燃油的研究；在大慶油田開發(fā)以后，組織了石油煉制、石油化工、高能燃料、色譜、激光和化工過程的研究；組建了中國第一個石油、煤炭化學的研究基地，并為中國培育了幾代研究人才。晚年仍關注石油工業(yè)有重要影響的強化采油中界面現象新領域的開拓。
張大煜培植了嚴謹的優(yōu)良學風，并為創(chuàng)建界面與光催化研究室，強化采油界面現象研究等新學科領域的開拓做出了貢獻。張大煜學識淵博、治學嚴謹，謙虛和藹，待人寬厚，善于發(fā)揮他人之長，深受同行們的崇敬，在學術界享有很高的威望。他在組織和發(fā)展中國的人造石油、石油煉制、催化科學、化肥工業(yè)、化學工程、色譜、激光和相應的理論研究等方面都有貢獻。
張大煜為中國科研事業(yè)、教育事業(yè)和中國第一個石油化學和煤炭研究基地的創(chuàng)建與發(fā)展傾注了全部心血，做出了卓越貢獻。曾倡辦《催化學報》，是中國開創(chuàng)催化反應和催化劑研究的科學家之一。
后世紀念
2016年4月，大連理工大學與中國科學院大連化學物理研究所舉行“張大煜學院”揭牌儀式，大連理工大學校長郭東明院士和大連化物所所長張濤院士分別代表雙方為“張大煜學院”揭牌，張大煜學院將打通本科、碩士和博士研究生的培養(yǎng)界限，建立8年制的創(chuàng)新人才培養(yǎng)新機制。
參考資料
[1]
【光明網】大連理工大學與大連化物所舉行“張大煜學院”揭牌儀式-大連理工新聞網 · 大連理工大學[引用日期2021-09-16]
相關合集
1955年中國院物理學數學化學部當選院士
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張青蓮
原中國質譜學會首屆理事長
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