陈立班:为解决“白色污染”鞠躬尽瘁的先行者

——追记中国二氧化碳资源利用开创者、阳江籍化学家陈立班

2019-11-08 10:02:13 来源:阳江日报

——追记中国二氧化碳资源利用开创者、阳江籍化学家陈立班

陈立班:为解决“白色污染”鞠躬尽瘁的先行者

——追记中国二氧化碳资源利用开创者、阳江籍化学家陈立班

阳江日报


当前,塑料袋等“白色垃圾”已经成为城市的重要污染源,由于难于降解处理,严重破坏城市环境。在阳江,越来越多市民理解和参与“无塑料生活”,国家相关科学研究也从未停步。实际上,从上世纪80年代中期开始,就有一位阳江籍科学家勇立潮头,研究利用二氧化碳资源生产生物降解环保塑料,探索如何从根本上解决白色污染这一世界性危害,并减少二氧化碳的排放。他的名字叫陈立班。在研制出高效稳定的催化剂后,他在世界上率先把这一新材料推向社会应用,产生了良好的经济效益和社会效益。

今年1月12日,75岁的化学家陈立班教授不幸因病在广州逝世。近日,记者赴广州,拜访了陈立班教授的家人、同事、学生,并走访相关技术应用企业,了解这位低调科学家的事迹。


革命后代

潜心研发国防尖端科技项目

陈立班的父亲陈国璋和母亲梁文坚是阳江著名的革命者。1938年,他们在阳江参加抗日救亡运动,稍后在阳江、阳春和新兴开展地下工作和武装斗争。1944年1月,陈立班出生后,一直由其外公外婆抚养。

“阳江反动当局得知地下党在筹备武装起义,将我父母和小立班抓进监狱,并扬言谁敢雇用梁文坚父母一律作通共论处。那段日子,我的父母没有工作,生活极为艰难。长期缺少营养,立班3岁了还不会走路和说话。”在广州市天河区的住所,今年98岁、记忆清晰的离休老干部梁文坚回忆说,直到阳江解放后一家团圆,陈立班的身体才慢慢调理过来。1951年,随父母定居广州。

陈立班学习很用功。1958年,他以优异的成绩被保送华南师范学院附中学习。“那时我们住在省委党校,立班经常一头扎进党校图书馆博览群书,增长了许多知识。”梁文坚回忆说。

1961年,正值三年困难时期。在全国高等学校大大压缩招生规模的情况下,17岁的陈立班仍然以优异成绩考入中国科技大学化学系。

“立班处事认真、稳重,深得同学们的信任,大学五年均被选为班长。”陈立班夫人杨淑英说,化学是一门基于实验的科学,动手能力十分重要。她和陈立班是大学同班同学,每次实验课前,立班都提前做准备,上课时忠实记录实验数据,认真写好实验报告。

“他还特别注重外语学习,专业课老师推荐一本英文原版高分子化学参考书,他利用假期基本读完了。后来,立班自学了日语和德语,对科研帮助很大。”杨淑英回忆。

因为“文革”延迟毕业,杨淑英和陈立班在留校期间发展为恋人。1968年初分配工作时,鉴于当时国际形势,国家将一些军工研究项目迁到西部山区。陈立班和杨淑英一起自愿到青海工作。

“当时化工部黎明化工研究所位于青海西宁郊区大通县。”杨淑英说,青海常年低温,蔬菜和副食品供应困难,生活条件异常艰苦。陈立班想方设法,常常给自己出一些可以独立完成的题目。当时没有计算机,他花费了大量的业余时间,用计算尺和手摇计算机,计算出相应的数据。

那时,由工人担任课题组长,陈立班是实习生。他主动为组长出谋划策,采用当时数学家华罗庚推广的正交设计法安排条件实验,根据得到的数据寻找最佳配方,研制的用于火箭固推剂的富氧粘合剂的性能大大超过了国际资料报道的水平。该项目1979年获得青海省科技成果二等奖。

1990年12月,陈立班在鉴定会上向专家们介绍PBM研究成果。

1997年6月,陈立班(中)与学生在一起。

留美归来

带团队研究温室效应课题

“文革”后,国家恢复了研究生制度,陈立班考取了中国科学院的研究生,并通过进一步的考试,取得到美国德州A&M大学攻读金属有机化学博士学位的资格。

陈立班基础学科考试优异成绩,很快就进入实验室开始课题研究。他基础知识扎实,动手能力强,得到导师的赞许。

经过一段时间的实验,陈立班在实验室里获得一种有机金属化合物结晶,导师兴奋地向全体研究生展示:“我们就是要得到这样的化合物。”陈立班由此完成了化合物的合成,还独立完成了该化合物的化学分析、仪器分析,包括色谱、红外、核磁等。

1983年,陈立班获得博士学位,他立即回国效力,和夫人杨淑英一起在广州化学研究所工作。当时,温室效应还没有得到人们的重视,陈立班以科学家敏锐的洞察力,鲜明地提出观点认为“二氧化碳共聚物化学的研究,对于扩大能源结构和改善人类居住环境具有重大意义”。在国内,陈立班首开先河申请科学院基金,用于研究二氧化碳反应的金属络合物催化剂。后来,他陆续得到省科学基金和国家基金委基金支持。由于没有经验可以借鉴,催化剂的筛选工作量很大,他凭借自己在金属有机、高分子跨学科的渊博知识,确定了先制得液态脂肪族聚碳酸酯树脂、再进一步改性应用的技术路线。

二氧化碳共聚反应需要隔绝空气和水分,反应体系有固体、液体还有气体。为了节约经费,陈立班自己动手设计制作了一套固体加料、排气再充氮气、再加反应气体的连续操作装置。“那时他在所里一间上世纪五六十年代建的平房里建立了实验室。实验室里没有洗手间,他有上午大便的习惯,要跑到百米外的地方,担心离开太久影响到投料和观察反应,所以他只好忍着,时间长了造成严重便秘。经医治后虽然有所改善,但给他的身体留下了隐患。”说到这些,杨淑英眼角涌出了泪水。“支撑丈夫坚持下来的,是‘责任’和‘担当’,他常说,国家培养了自己,得为国家做些事情。”杨淑英说。

在庞大体系中寻找合适的催化体系,工作量大且枯燥。最初一段时间,反应毫无收获,大家深受打击。一个周日的下午。陈立班在家查看文献,一位值班组员兴冲冲跑来说:“组长,有了!”原来,那天这位组员去出料,看到第一次出现了反应产物,十分兴奋。后来,经过不断总结反应结果,寻找催化规律,陈立班终于找到了一个具有工业价值的催化体系—双金属催化体系,1989年申请了国家专利。

可惜的是,当时由于市场环境等种种原因,一次次地失去了产业化机会。此后,陈立班只好利用有限经费,搞小型中试,取得了工业化数据,完成了该聚合体系汽液平衡和动力学等尚无人涉足的理论研究。

在工厂车间,陈立班(左二)向来考察的国外企业人员介绍产品生产情况。

2004年8月,陈立班(左二)向国家环保总局组织的院士级专家介绍相关情况。

生物降解母粒和生物降解购物袋。

沥血30年

科研成果在社会推广应用

现任广州化学研究所科技处处长的胡继文,1990年在广化所跟另外一个导师读硕士研究生,毕业后留所工作至今。他回忆,陈立班教授带领所里一个庞大团队,不断深入二氧化碳共聚物的合成研究和应用开发等工作。陈立班教授的专业功底很深,他带领的团队除了进行科研外,还兼带硕士和博士研究生,为这一领域的研究培养了一支高素质的后备力量。

广化所培养的第一位博士生朱宏,是陈立班的学生,现为华南师范大学教授。“1992年,在陈老师的指导下,我做了‘利用高分子负载催化剂以二氧化碳为原料制备碳酸二甲酯’的相关研究。现在,碳酸二甲酯作为绿色环保甲基化试剂已经得到广泛应用,可在上世纪90年代初期,国际上的相关研究还很少,陈老师开展这方面的研究,很有远见。”朱宏回忆。

1969年,日本东京大学青年助理教授井上祥平在实验室成功地进行了二氧化碳与环氧丙烷的共聚,但始终无法投入社会应用。陈立班的研究成果,引起了国内外学术界的极大关注。1991年5月,广化所等在广州举办“中日碳资源有效利用研讨会”。陈立班做主场学术报告,日本化学家井上祥平等慕名参加了学术会议。1995年11月,“国际理论(化学)与应用化学联合会(IUPAC)第六届金属络合物国际研讨会”在广州举行。IUPAC是世界著名化学家和各国化学团体联合组成的学术组织,陈立班作为秘书长再一次在大会做主场报告。参会的国际高分子知名教授们评价说,陈立班教授从事的该项科研成果达到国际领先水平。

胡继文说,2003年,这项科研成果转让给江苏中科金龙绿色环保有限公司(下称“金龙公司”)。陈立班带领他培养的博士生刘保华、张敏等前往江苏泰兴帮助建厂,他很快就拿出了世界上首例“双金属络合催化剂制备脂肪族聚碳酸酯生产流程设计图”给有关单位进行厂房设计,同时开展定制相关设备、对工人进行技术培训等一系列工作。

金龙公司总经理徐玉华说,陈立班教授有老一辈科学家的风范,从小试、中试到批量生产全程参与,不分昼夜,不厌其烦,帮助解决了试验过程中遇到的一些问题。时隔15年,他对调试工作时发生的一个意外情况记忆犹新。2004年3月,进行第一次投料时反应过程中突然停电,反应被迫中断,但反应温度急剧上升,反应釜内压力瞬间爆表,陈立班临危不惧,迅速指挥人工泄压,避免了爆炸事故的发生。此后,完成了试验工作。

2004年8月,由国家环保总局在江苏省泰兴组织的鉴定会上,“利用二氧化碳制备脂肪族聚碳酸亚乙酯和降解型聚氨酯泡沫塑料”项目,通过了由中国科学院院士和中国工程院院士等9名专家组成的鉴定委员会的鉴定。专家们认为,这项技术具有自主知识产权,处于国际领先水平,为我国温室气体二氧化碳的回收、利用开辟了新途径,开发了新的能源,符合循环经济和节约型社会的国家战略要求。

“相关产品的研发工作一直没有停步,从催化剂的改进到产品应用的研发都有很大进展。后来,国内外很多同行,都沿着陈立班教授这个方向继续进行研究,浙江大学等高校和一些研究院都开设了相关课题。”胡继文介绍。

“2004年,我们开始利用周边发电厂等排出的二氧化碳为原料,生产聚碳酸亚丙酯、全生物降解塑料母粒及生物降解农用地膜等产品。”徐玉华说,目前金龙公司生产的生物降解农用地膜用于农作物覆盖,在新疆、江苏等地得到广泛应用,为解决农田地膜残留污染提供了新突破口。此外,企业生产的生物降解购物袋、生物降解一次性餐具、食品包装膜等环保产品深受欢迎。他介绍,企业2018年年产量达到2。2万吨,市场需求巨大。目前谋划在泰兴市经济开发区建新厂,扩大生产规模。

“数十年的研究成果最终服务于社会,对陈立班来说,是莫大的安慰。”杨淑英说。“陈老师是二氧化碳共聚领域的开创者和奠基人,一生治学严谨,虚怀若谷,人品和口碑都很好,可谓先生之风,山高水长。”佛山科学技术学院实验室与设备管理处处长张敏博士说。“后来,陈老师还特地把我推荐给他的美国导师从事博士后研究。2005年我回国后,陈老师虽然已经退休,为了帮助我尽快实现科技成果产业化,他特地把我引荐给广东阳江的企业家,还带我到阳江实地考察,帮助我与阳江相关企业建立很好的联系。”朱宏教授深情地说。

陈立班在美国留学时在实验室留影。

人物档案

陈立班(1944—2019),广东阳江人。生前任广州化学研究所研究员、课题组长、博士生导师。主要研究方向为二氧化碳的催化活化及其共聚合反应等。其科研成果具有巨大的应用前景。在国内外学术刊物发表论文过百篇,主持并参加国际学术会议多次,培养博士、硕士研究生十几名。他主持并研究的科研项目获得中国科学院自然科学三等奖一项,先后获得国家发明专利六项。1991年获广东省职工先进工作者称号,1999年获广东省第五届“丁颖科技奖”。

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■ 策划/黄仁兴 ■ 统筹/梁小可

■ 撰文/刘再扬 ■ 图片翻拍/刘再扬


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