使用对人类和生态环境无毒、无害的催化剂，并在反应过程和终端实现零排放或零污染来获得目标产物是绿色化学的追求目标，也是朱君江的努力方向。

朱君江的绿色科研

本刊记者　肖 宇

　　
　　在刚刚过去的这个冬天，一场席卷大半个中国的雾霾天气，令国人尝到了大气污染的苦涩滋味，治理污染再次成为人们议论的焦点。这让朱君江跃跃欲试。
　　朱君江是中南民族大学化学与材料科学学院教授，多年来致力于“绿色”催化剂的研究，2011年从德国马普协会胶体与界面研究所回国后，他又马不停蹄地组建了“环境催化与功能材料”实验室。
　　“我们实验室主要是通过催化的方法来解决环境污染方面的问题。”他说，“比如大气中的氮氧化物就可以通过催化的方法进行消除，从而减少并解决雾霾、酸雨等天气的出现。”
　　
“绿色”催化剂
　　
　　日常生活中，很多事物都在发生着化学反应，人体机能的代谢、工业生产、汽车尾气的转化、自然界中不易发觉的变化……这些反应的过程有的被人所知，有的不被人所知，但科学证明，百分之九十以上的化学反应都要有一种物质参加，它可以使反应速度加快，产率提高，但自身却没有消耗也不影响化学原理，这种物质就是催化剂。某种意义上说，催化是化学工业的基石。
　　“绿色”催化是随着绿色化学的兴起而提出的。绿色化学是20世纪末崛起的一门新兴学科,它的目的是依靠科技的发展，生产出产污系数最低而资源及能源消耗最少的产品，这种先进的工艺技术，是从化学反应入手，能根本上减少环境污染。
　　这个过程中，新的催化方法是关键。可以说,化学工业的重大变革、技术进步大多都是随着新的催化材料或新的催化技术而产生的,要发展环境友好的绿色化学,就要大力发展绿色催化技术。
　　在汽车尾气污染日益成为全球性问题的今天，人们为了解决这个问题，创造了很多种控制尾气污染的方法,其中，汽车尾气净化催化剂，在有害有毒的NO、CO、CH4转化为对身体无害的物质时具有重要作用。
　　朱君江早就对这一领域展开了研究，2005年，从中国科学院长春应用化学研究所博士毕业后，他就在福州大学化肥催化剂国家工程研究中心潜心从事汽车尾气排放污染物消除的研究。之后又在葡萄牙波尔图大学从事活性炭负载贵金属催化剂上分子氧对液相醇类的选择氧化方面的研究。
　　贵金属催化剂是目前较流行的汽车尾气净化催化剂,但贵金属价格昂贵,又容易发生中毒,还可能对环境造成二次污染,因此寻找新型催化材料部分或全部替代贵金属已成为必然趋势。
　　朱君江对这一趋势有着清醒的认识，2009年在德国马普协会胶体与界面研究所/柏林工业大学作博士后研究工作期间，他以实际主持人身份申请获得了德国国家自然科学基金，以含氮高分子炭材料作为催化剂来研究NO的分解反应。NO是尾气排放的污染物之一，对环境和人类都有很大的伤害。
　　这项研究的突破在于，朱君江首次利用无金属的含氮炭材料来研究对NO的分解反应。这类材料的表面碱性可促使NO的分解，避免了金属氧化物催化剂上NO分解产生的原子氧脱附时所需要的苛刻条件，得到了一种新的以高分子碳氮化物为基体的NO分解催化剂，具有很好的创新性。项目的研究结果发表在国际知名杂志Chemical Communications上，得到了广泛的关注，论文被多次引用。
　　显然，这项成果的重要贡献在于，它为制备绿色、便宜、可持续发展的NO分解催化剂提供了一个新的选择和路径。
　　
“绿色”实验室
　　
　　2011年7月，朱君江被中南民族大学化学与材料科学学院聘为教授。带着新成果回来的朱君江作为主要负责人组建了“环境催化与功能材料”实验室。
　　朱君江说，“绿色”是这个实验室的特点和目标。经过一年多的建设，实验室拥有了一系列用于催化反应的装置——催化反应评价装置、Agilent 7890气相色谱仪、带真空烘箱和管式炉等，并凝聚了一批专业人才。他们有一个共同的目标：通过催化的方法来解决环境保护方面的问题，比如氮氧化物的消除，醇类的“绿色”氧化，废水中有机染料的消除等。
　　目前，实验室正在开展的研究有：高分子碳氮化物上NO的有氧催化分解及其反应机理，负载型氧化物催化剂的制备及其催化性能研究，具有高比表面及不同形貌碳氮化物的制备及其催化性能，小粒径、高分散负载贵金属催化剂的制备及其催化性能研究等。其中一些成果已经投稿到国外期刊杂志并正在申请专利。朱君江希望通过对上述系列课题的研究，最终开发出一类能用于对尾气净化或者分子氧对醇类的选择氧化反应的实用催化剂体系。
　　今年年初，实验室正式启动了以朱君江为主持人的国家自然科学基金项目——高分子碳氮化物上NO的有氧催化分解及反应机理。
　　“项目主要是以之前在德国的工作为基础，进一步深入研究高分子碳氮材料上NO的分解反应及其机理。”朱君江说。以高分子碳氮化物作为NO分解催化剂目前还没有其他研究小组有过报道，对如何关联碳氮化物的结构和表面性能与NO分解活性之间的关系因而还有很大的研究潜力，特别是如果能开发出一类对NO分解具有实际应用的碳氮化物将具有非常重要的现实意义。
　　之所以称之为“绿色”，是因为“一方面碳氮化物来源丰富，价格便宜；另一方面，碳氮化物是一类高分子化合物，其后处理简单，不会对环境造成污染，是一类‘绿色’的催化剂，具有很好的可持续发展潜力。”
　　这类催化剂目前在朱君江的实验室主要用于两个方面：一是作为催化剂催化消除氮氧化物，二是作为载体制备具有高活性、高选择性和高分散的负载贵金属催化剂用于醇类的“绿色”氧化反应。最终的目的就是用这类高分子材料替代目前用于催化反应的那些对环境有害的催化剂，从而达到保护环境的目的。
　　
“绿色”好心情
　　
　　当初，在报考研究生时，“环保催化”这个专业一下子就吸引了朱君江的目光。十多年过去了，如今的他在这条道路上似乎走得惬意而又自在，朱君江说，那时因为他学会了用一颗宁静的心来做科研和教学生。
　　像很多年轻的科研工作者一样，朱君江也曾经以年轻人特有的热情想去尝试每一件事，到最后什么结果都没有得到，在信心受到重创之时，朱君江最感谢的人是他的老师杨向光研究员和吴越研究员，他们说的“做科研，要静下心来”，使他受益终身。
　　逐渐地，朱君江学会了结合实验提出自己的观点，学会了选择正确的研究方向，学会了坚持，还记得第一篇论文他坚持了将近一年的反复修改才完成。这些经历使他相信，只要能静下心来，学会了用正确的方法去做科研，任何困难都可以解决。
　　如今，身为老师的朱君江也希望在讲台上把他对环保催化的热情传递给更多的年轻人，让更多人投入到这个行业中，分享这项“绿色”事业的快乐。
　　《无机化学》、《无机功能材料》在朱君江的课堂上并不像想象中那么枯燥，事实上，朱君江是一个很受学生欢迎的老师，因为他年轻而知识渊博，亲切而富有活力。他在课堂上总是能做到收放自如，该讲什么、不该讲什么，他都心中有数，而这背后是他认真对待每一堂课，认真做好每一次课前准备。
　　他还善于结合具体的研究工作，给学生讲如何将课本知识应用到实际科研中去，让学生更有兴趣地学习。作为硕士生导师，他最注重培养研究生独立的综合科研能力，让他们能独立的设计实验、操作仪器、记录并分析数据以及学会如何撰写科研论文。
　　工作中讲究“静”，而工作之余的朱君江却是一个热爱运动的人，羽毛球、乒乓球、篮球，他一项也不落下。
　　热爱运动的人就是热爱生活的人。保持一份“绿色”好心情，尽管每天很忙，但他乐在其中。