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教学科研两不误 培育人才报祖国

来源:  发布时间:2014-12-01

——记兰州大学化学化工学院教授马建泰
本刊记者  谢 敏  鲁长国

 

   他是一名教师,深受学生爱戴,三尺讲台,他挥洒的不仅是汗水,更多的是真情;他是一名科研工作者,屡获嘉奖,成果丰硕,著作等身,但从不居功自傲,始终谦虚谨慎;他丝毫没有官架子,笑容满面,平易近人,被学生们亲切的称为“老马”。他就是兰州大学化学化工学院副院长、精细化工研究所所长、博士生导师、“科学中国人(2013)年度人物”——马建泰。
   二十多年来,马建泰教授主要从事工业催化剂与催化工艺方面的教学与研究工作。除了在兰州大学化工学院任职外,他还兼任甘肃省化工催化工程实验室主任,甘肃省化工学会副理事长、兰州大学大学学报编委、化工科技编委等职。

土生土长兰大人

   1982年,马建泰毕业于兰州大学化学系物理化学专业,获理学学士学位。随后,他师从孟益民教授深造,在物理化学专业催化与动力学研究方向进行了为期3年的学习和研究,1985年获得理学硕士学位。研究生毕业后,马建泰留校任教。从此,他开始了人才培养和科学研究的生涯。
   随着教学的不断深入,马建泰开始意识到自己知识的不足,于是他又萌发了继续深造的想法,并于1995年获得兰州大学有机化学专业博士学位。从1978年本科入学开始算起,前前后后,马建泰教授已经在兰大待了36年,可谓是土生土长的兰大“化学人”。从青涩到老成,从刻苦求学的学生到一名青年教师,从年轻的讲师到资深的教授,这条路他一走就是30多年。这么多年走过来,他早已习惯了这里的一草一木,早已离不开这里了。记者了解到,曾经有在京名校成立化学专业请他去做教学管理指导工作,他毫不犹豫地直言拒绝:“我在兰大挺好的!我起家就在这儿,我的家底儿都在这儿!”这个土生土长的兰大化学人身上折射出的正是兰大人扎根西部大地、“居一隅而雄天下”的兰大气概。

教学能手

   1985年,马建泰教授留校任教。近30年的教学经验使他不仅沉淀出了特有的教学艺术,更收获了学生的赞美和信任。“讲课一气呵成,思路清晰,结构严谨,颇有学者的自信和魄力”,这是学生们对马建泰教授讲课风格的评价,而《物理化学》已经成为他执教30年的陈酿佳品。
   《物理化学》这门课,马老师已经讲授多年,但是他仍然坚持认真备课,不断更新教案。虽然已经是博士生导师,但他从不以专家自居,依然坚守教学第一线。长期以来,他不仅面向研究生开设《催化研究方法》、《固体化学导论》和《固体表面化学与表征》,而且面对本科生讲授《物理化学》、《反应动力学与机理》、《结构与物性》等课程,并指导本科生的《大学化学实验》。在认真上好每一堂课、批改每一份作业和勤于辅导学生的同时,为了适应当代高等教育发展的要求,他还要不断充实自我,提高教学能力。一是坚持博览群书,掌握学科发展的最新动态,保持宽阔的学术眼界;二是在职攻读博士研究生,在潘鑫复教授的指导下,1995年获得理学博士学位,进一步完善了知识结构;三是通过到境外(香港中文大学化学系,1993~1994年)学术访问和工作,拓宽了学术视野,提升了研究能力。
   “课本是骨架,老师的任务就是往骨架上贴肉,贴肉的方式不一样只是因为各个老师的理解程度不一样而已。”对于马建泰教授来说,每一节课都有不同的体味,每一年都有新的总结。他所认为的教学是一门能考验个人理论扎实程度、挑战老师演讲口才、体现老师综合素质的课程。《物理化学》对于化学院的学生来说是一门基础课程,但一直以来被学生们称为“老虎课”,其难度不言而喻。然而,马建泰教授或许从一个故事讲起,或许从一个科研案例开始分析,引经据典,旁征博引,把“老虎课”变得妙趣横生,深受学生们欢迎。
   在他看来,中学的应试教育已经把学生变成了复读机器,流水线式的生产方式使学生们缺失了做科学研究的好奇心和激情。因此,在大学里,学生们需要正确的引导和启发,因而老师就得从教学方法这一环节上下功夫。对此,马建泰教授有一套独特的启发式教育法。在《物理化学》课上,经常有很多公式,而这些纷繁冗杂的公式又以各式各样的条件为依托,这经常让学生困惑不已。在推导公式的过程中,他能够深入浅出的进行引导,追本溯源,教学生们从公式最原始的定义开始着手,细心地引导大家一步一步慢慢推导。在他看来,一个公式,一个反应,我们应该关注的不仅仅是最终的结果或者中途的条件,只有刨根问底,找到最初始的起源才是解决问题的关键。
   他坚持互动式的教学方式,上课时脸上永远挂着一副笑容,学生说,“这是马老师对自己讲课水平的一种自信,更是对同学们的一种信任”。他用自己独特的讲解方式和多年来从教学实践中总结出来的最有助于同学们理解的教学方法,辅以充分的激情讲授,引起了同学们对课程学习的极大兴趣,并产生了强烈的反响和共鸣。
   讲课多年,教学内容和教案的框架早已烂熟于心。但是每次上课前,马建泰教授还是会专门花时间备课。在勤于钻研教材的同时,他还坚持理论联系实际,融学科的新知识、新方法、新成果、新技术于课堂教学。他授课过程条理清晰,重点、难点突出,善于利用学生的求知欲和好奇心,通过循循善诱,使教学过程的每一个环节都成为发展学生智力的阶梯,让学生的思维能力和创新能力在学习的过程中得到培养和提高。为了能激发学生的学习热情,他喜欢就同一个问题,挖掘多种讲法。为此,他的学生从国外给他带了《物理化学》的多种经典版本。对于马建泰老师来说,教学和科研是相辅相承的。他认为,代基础课对科研很有帮助,这样能从多角度、跨领域思考问题,避免科学研究单一性所致的钻牛角尖儿的情况。因此,他从留校任教就开始讲授这门“老虎课”,除了在香港做访问学者的两年时间外,其余从未间断。
   除了课堂上的教学外,马建泰教授更关心学生的成长,把教书和育人融为一体。身为化学化工学院副院长兼精细化工研究所所长,尽管公务繁忙,但他仍然坚持深入学生,为学生释疑解难。身为人民教师,他坚持利用课余时间到榆中校区为学生辅导答疑,并在辅导答疑的过程中不失时机地向学生传授学习经验,常常教育同学以积极的态度对待学习和生活,并给予学生就业走向、考研走向、考研志向等方面的指导。身为共产党员,他身体力行、严于律己,并严格要求学生,以自己正直的为人态度影响了一批又一批学生的成长。很多学生视他为自己的良师益友。
   他关心学生甚至超过关心自己。2004年,因为实验工作马建泰教授面部被酸严重烧伤,眼睛红肿。可他不顾伤痛,包着纱布坚持带伤上课,感动得许多学生都当场落泪。事后,学生们都自发带上鲜花向他表示慰问、表达敬意……在采访中,记者再三追问原因,马建泰教授才简单地说一句:“当时就觉得不影响走路,不影响说话,那就不要影响了孩子们的课。”是啊,就这么简单,只是为了不耽误学生们的正常课程,他甚至忘记了自己的伤痛。
   马建泰教授用真情从教,用真爱执教的精神感染了很多人,也获得了师生们的一致认可。教学上,他先后获得兰州大学首届教学新秀特等奖、兰州大学主干课优秀奖、兰州大学优秀共产党员和兰州大学教书育人先进个人、兰州大学师德标兵、甘肃省教学名师、兰州大学首届“感动兰大、回报师恩——我最喜爱的十大教师”荣誉称号、主讲课程《物理化学》被评为2008年甘肃省精品课程,这些璀璨的荣誉不仅是对马建泰教授教学能力的肯定,更是对他的教学精神的鼓励和赞扬。

科研明星

   留校工作以来,马建泰教授始终坚持教学和科研并重。在开展教学工作的同时,他一直活跃在科研战线上,并在工业催化剂与催化工艺、多相不对称催化氢化反应、分子筛催化剂的改性与性能等研究领域取得了丰硕的成果。他先后在Carbon,Green Chemistry,Chemical Communication, J. Mater. Chem , J. Mol. Catal , Chem. Eur. J.,Catalysis Letters等国内外学术刊物上发表研究论文100余篇,其中SCI论文94篇,获国家发明专利授权十余件。另外,马建泰还一直从事针对国内工业装置运行过程出现的问题方面的研究课题,承担了多项解决工业实际问题的研究课题。他的代表性的科研成果如下:
首先,他对固定床催化脱氢制亚氨茋(ISB)的关键技术进行了开发及应用。亚氨茋是制备卡马西平、奥卡西平等药物的重要中间体,国内企业生产的该产品除作为生产原料外,部分销往国际市场。由于合成亚氨茋需要以溴为原料,导致产品中存在较为可观量的残留溴。以传统路线合成的后续产品如卡马西平、奥卡西平等药物均存在残留的溴,此残留溴对人体有毒副作用。为了降低亚氨茋中的溴含量,世界各国均采用化学方法纯化该中间体。而高昂的纯化成本,导致溴含量成为决定国际市场亚氨茋产品价格的关键。为此,马建泰教授主持开展了无溴亚氨茋的催化合成研究,确定了新的合成工艺:即同样以亚氨基二苄为原料,在水蒸汽的存在下,一步催化脱氢制亚氨茋。本合成工艺不使用溴原料,故产品不含溴。
   此项目包含铁系催化剂的研制、催化反应工艺的建立与低温条件下亚氨基二苄气化等关键技术。催化剂以氧化铁添加极少量稀土与过渡金属制成,生产成本极低;催化反应工艺采取将反应物亚氨基二苄液化后在固定温度下由固定温度的水蒸汽带入催化剂床层,这种进料方法既解决了如何将固体物料引入催化剂床层的问题,又利用一定温度下液化后反应物固定的饱和蒸汽压,实现了低温下固体反应物的气化,避免了高温条件下反应物亚氨基二苄的分解与异构化,从而保证了目标产物的选择性。产品单程收率86%、选择性94%。项目完成实验室研究后,与国内企业合作进行中试放大,2002年实现产业化,生产过程工业装置运行稳定,产品收率保持在80~85%之间。产品质量达到国际市场无溴产品的要求。
   2008年的项目鉴定认为,该成果达到国际同类研究的领先水平。鉴于先进的生产技术对企业科技进步的推动作用,以及所产生的较大经济和社会效益,本成果获2008年教育部科技进步奖一等奖、2009年国家科技进步奖二等奖。
   其次,他带领课题组完成了硝基化合物加氢镍催化剂及其应用的研究。此项目完成了两代用于各类硝基化合物加氢负载型镍催化剂的研发与产业化生产。上世纪90年代,针对国内引进聚氨酯生产装置使用进口镍催化剂的问题,马建泰教授课题组在实验室开展了用于聚氨酯生产过程二硝基甲苯加氢镍催化剂的研制,获得成功,并实现了产业化;同时以其性能与价格优势,在国内装置上取代了进口产品。
   此产品为负载型镍催化剂。由于制备过程对催化剂作了特殊的表面处理,催化剂可在空气中稳定存放,使用前不需要活化,可直接加入反应体系,低温催化性能良好。该催化剂的低温催化效果,解决了硝基化合物加氢生成的氨基化合物在较高温度下生成焦油而导致产品收率下降且较难纯化的问题。该催化剂在国内某聚氨酯装置应用,产品收率由进口催化剂的98.5%提高到99.1%,装置运行温度由原100℃降到95℃,降低了能耗。与传统镍催化剂相比,该产品为概念较新的镍催化剂。它完全克服了众多镍催化剂为了存放都以半成品形式销售,且在使用前需要活化,活化后不能接触空气的缺点,使用安全性较高。在国内聚氨酯装置取代进口催化剂稳定使用后,考虑到该催化剂的优点,马建泰教授认为该产品改进后,可在其它精细化工行业硝基化合物加氢方面推广。为此,他们又开发了第二代产品,并与甘肃中科药源股份公司合作,开展催化剂的生产以及在其它精细化工领域的应用研究,就催化剂的生产与应用完成了“一种用于硝基化合物催化加氢的催化剂制备方法及催化剂”、“硝基苯制备苯胺的方法”、“二硝基苯制备二氨基苯的方法”、“1-硝基萘制备1-萘胺的方法”、“2,4-二硝基甲苯或/和2,6-二硝基甲苯催化加氢制备氨基甲苯的方法”、“X取代的1-硝基萘制备X取代的1-萘胺的方法”、“X取代的硝基苯制备X取代的苯胺的方法”等10项成果并申报中国发明专利(已授权发明专利9项)。其主要成果已在染料、医药中间体等生产行业推广,经济效益可观。
   再次,马建泰教授课题组还完成了石油树脂加氢催化剂的研制工作。此项目完成了氧化铝负载钯催化剂的实验室研制与工业旁路实验。2005年,针对兰州石化碳五石油树脂项目树脂加氢中试工艺,他们开展了氧化铝负载钯催化剂的实验室研究,完成小试试验后,进行了中试放大。实验室研究证明,该催化剂可在较低温度与压力下实现树脂的加氢,且加氢后树脂在机械性能与色度方面都能达到产品的技术指标。此项目通过对氧化铝载体改性与活性组分引入方式上的创新,使制备的催化剂在钯含量为进口催化剂的80%时,就能达到进口催化剂的技术指标。这一成果,已取得一项中国发明专利(与兰州石化合报)。中试制备催化剂经兰州石化在5000吨中试装置旁路试验应用证明,性能优于进口产品。考虑到各类树脂产品大多存在需要加氢降低色度的问题,目前马建泰教授正在深入开展催化剂在碳五石油树脂以外的其它类型产品的加氢应用研究。
   最后,马建泰教授带领课题组完成了钯系加氢催化剂的研究与应用工作。此项目完成了加氢用系列Pd/C催化剂的研发与产业化。将甘肃省丰富的贵金属资源加工成催化剂以增加贵金属的附加值,是金川公司的产业发展方向之一。为此,马建泰教授领导的课题组于数年前开展了各类贵金属催化剂的实验研究,其中加氢用系列钯催化剂已于几年前通过中试,并在金川公司产业化,生产装置运行稳定,产品已销往国内精细化工生产行业,为企业带来了较大的经济效益。
   教学科研两不误,培育人才报祖国。这位土生土长的兰大人几乎将自己的上半生都留给了兰大,在以后的岁月里,他还将与兰大一起度过,风雨同舟,齐头并进。我们衷心希望,在马建泰教授的带领下,兰大化学化工学院能发展得更好,为国家培育出更多的人才,作出更多的贡献。         

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2017年10月下

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