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作者：范杰

2011年中國化學會青年化學獎獲得者

哈佛大學教授何毓琦博士對年輕學者有一句金言：“Go find a real world problem that a group of people is eager to solve, that happens to interest you for whatever reason, and that you don’t know much about. Make a commitment to solve it but not a commitment to use tools with which you happen to be familiar.”自從2007年底開始在浙江大學工作，首先面臨的最重要的事情就是選擇研究課題。不免想起何毓琦先生的箴言，通過和催化領域的一些長者的交流，結合自己的興趣，決定選擇甲烷和低碳烷烴的選擇氧化作為自己研究的長期課題，開始了“栽樹”的征程。

甲烷分子對稱性高，它的C—H鍵選擇性活化是催化領域甚至整個化學領域的“圣杯”，挑戰(zhàn)性不言而喻。工作開始，并沒有馬上著手甲烷，而是選擇相對容易的醇類分子開展了研究。醇類分子的β-C—H活化相對比較容易，但選擇性控制較難。一系列的貴金屬催化劑用于液相條件下醇類分子選擇性氧化已經見諸報道。而對于氣相反應，由于反應溫度高，選擇性較低，研究關注不多，針對氣相條件下的醇醛綠色轉化，先后開發(fā)出具有穩(wěn)定低價氧化態(tài)的Cu（I）催化劑和高效的負載型金催化劑，實現(xiàn)了醇類分子在接近沸點的反應溫度下的低溫氣相反應。兩個工作得以在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表，極大地增強了自己在這個方向走下去的信心。

2008年一個偶然的機會，我招收了一個催化背景為零的印刷專業(yè)博士后劉小鬧博士。面對一個連燒杯都不會洗的博士后，很多人都覺得我們的雙向選擇很“crazy”，但是就是這樣的一個契機，使我們一起開始了組合催化的研究領域歷程。通過將高精印刷技術與納米組裝化學相結合，利用噴墨打印協(xié)同自組裝合成方法，我們首次實現(xiàn)了每小時1000000個八元復合金屬氧化物催化劑的快速合成。利用我們自行開發(fā)的“八元色彩管理系統(tǒng)”完成對催化劑組成和結構的數(shù)字化智能控制，從而滿足催化劑篩選的參數(shù)要求。無獨有偶，與浙大數(shù)學系合作，我們將噴墨打印協(xié)同自組裝催化劑制備方法與多維分組檢測算法相結合，在光催化制氫反應中驗證了這種新的催化劑篩選方法，快速開發(fā)出一種廉價且高效的四元金屬氧化物催化劑。與傳統(tǒng)逐一合成測試法相比，可以減少25000倍實驗量。該成果發(fā)表在國際著名刊物Nano Lett.上。Nature China也對我們的工作進行了點評。2009年申請了國家發(fā)明專利，嗣后獲得授權。伴隨而來，開發(fā)了一套無機材料超高通量合成系統(tǒng)（C2FAST）。令人欣慰的是，該系統(tǒng)被國外應用，Shell公司打算與我們合作開發(fā)催化劑，第一個課題就是甲烷選擇性氧化。

一次選擇人才的“無心插柳”，成就了我和我的研究組向理想邁進的第一步。但“插柳”并非真的“無心”，“插柳”不也是為了“栽樹”嗎？從中不妨悟出一個道理，學科的交叉與融合，推動了我們工作的創(chuàng)新。

我知道在這條路上會有很多荊棘與坎坷等待著我和我的研究組，但至少我知道很重要的一點，自己仍在當初選擇的道路上前行。