团队成员田凯歌（左一）与马妍（左二）在讨论。

巩金龙教授（左三）与团队讨论。图片由天津大学提供

团队实验服后背上印着“实验使我快乐”字样。

历经上万次实验，天津大学新能源化工创新团队成功开发出一种高稳定、无毒化的新型丙烯生产催化剂，实现了催化剂全生命周期的高效低能耗运行。今年五四青年节前夕，这支年轻的团队获评中国青年五四奖章集体。记者近日走近这支朝气蓬勃的创新团队，探寻他们如何破译丙烯催化密码。 　　

历时5年 打破困局 　　

走进天津大学化工学院54教四楼实验室，天津大学新能源化工创新团队的几名成员正进行着实验数据的记录，忙碌的身影穿梭在各种仪器设备之间，白大褂的后背上印着的“实验使我快乐”字样，让严肃的工作氛围增添了一丝活泼。

实验室的研究围绕“丙烯”进行，作为生产塑料、合成纤维、汽车零部件等大量产品的原材料，全球每年生产的丙烯量已经排在化工产品中的前列。当我们拆开快递包裹的包装袋，触摸汽车的座椅，甚至拧开药瓶的塑料盖……全球每年超过6000万吨丙烯正以这样的方式渗透进人们的生活日常。但传统工艺能耗高污染大，且核心催化剂长期受制于国外技术。因而，如何降低丙烯的生产成本、提高生产效率，同时减少对环境的影响，成为了科研人员关注的重点。 　　

巩金龙教授是天津大学新能源化工团队的负责人。团队95人中，35周岁以下的青年有90人。在巩教授的带领下，这支青年团队针对传统丙烷脱氢催化剂往往使用贵金属或高毒性元素的现状，大胆提出使用价格低廉且对环境友好的氧化物与金属产生电子作用，从而促进催化过程的科学假设。根据这一思路，团队历时5年成功研发出氧化钛-镍复合催化剂，这是一种更加环保、成本更低的丙烯生产催化剂，不仅为化工行业提供了新的解决方案，也让“绿色生产”更接地气，更能切实改善人们的生活环境。 　　

“疯狂想法” 破解迷局 　　

“研究初期，我们主要围绕着工业催化剂展开研究，现有的Pt系和Cr系催化剂，它们有什么样的独特优势，这是我们关心和好奇的。此外，对于有类似性质的过渡态金属及其氧化物，我们都进行了一定的尝试和摸索。只要理论可行，即便实际操作再异想天开，在保证安全的前提下，团队都非常鼓励进行尝试。”天津大学新能源化工团队的青年教师陈赛说，尽管这期间经历过很多失败的尝试，但他始终坚信“利用环境友好的氧化物与廉价金属之间的电子作用，促进催化过程”这件事是可行的，这是基于他们前期对工业催化剂的了解，以及对丙烷脱氢反应体系的认知带来的信心。 　　“要说盯上氧化钛-镍复合催化剂，那真像是一场‘误打误撞’又峰回路转的冒险。”陈赛回忆说，在经历了无数次失败后，团队的士气一度跌到了谷底。一天傍晚，团队成员小徐翻着文献，突然一拍大腿：“钛在地壳里储量排前十，镍虽然不算便宜但也比铂亲民得多，说不定它们凑一起能行！”但当时大部分人都觉得这又是个“疯狂的想法”——毕竟之前尝试过那么多金属和氧化物的组合，都没成功。可实在没别的路可走了，大家决定死马当活马医，于是开始分工协作，有人专门负责催化剂的精细制备，有人负责性能测试，有人对性能优异的催化剂进行微观结构的探索，有人利用先进的计算机模拟预测其性能……令人惊喜的是，大家通过分工协作，还真把这件事给干成了。经过精细地设计和调控，最终团队研发的氧化钛-镍复合催化剂的性能优于大多数已报道的氧化物基催化剂，与贵金属Pt基催化剂相当。 　　深耕过程 开创新局 　　

其实对于一份高质量的研究工作，三五年是一个比较正常的时间周期。事实上，基础认知的提升离不开长期坚实的工作基础，更离不开团队一以贯之的严谨认真的思维训练模式。从发现重要实验现象到理论阐释，团队下了很大的功夫。 　　

“这五年间，大家有时候做实验到凌晨两三点，有时候针对一个问题讨论得非常激烈。当然让我们印象最深刻的还是性能达到期望数值并且和我们模拟预测的结果很好吻合时，巨大的认知收获带来的喜悦难以言喻。”团队骨干教师王拓教授说道，科研不会天天有惊喜，但它会在你某一刻特别专注、特别认真时，悄悄给你回应。那是一种很难复制的获得感，也是我们愿意一直坚持下去的理由。 　　

目前，参与研究的人员，大部分还是继续在科研领域发展，有出国深造的，有继续开展博后研究工作的，也有出国学习后再次回到课题组作为青年教师继续开拓的。回想这段创新研发的历程，大家都非常认可自己所做的工作，并且从过程中获得了很深的价值感和幸福感。 　　

团队采访实录 　　

记者：现在网络上有一个话题，说“实验，其实是一门玄学”。比如说“某些实验必须在某个特定时间进行才能成功，换其他时间重复完全相同的操作步骤必失败，但无人能解释”……面对难以掌控的实验结果，会有无力感吗？这种时刻要如何度过？ 　　

答：其实不管我们做实验还是做模拟研究，都会遇到所谓的这种“玄学时刻”，这种无力感几乎是科研必经之路，但背后的原因往往并不玄幻，有时候客观环境的变化，比如夏天和冬天空气湿度不同，实验材料的不同，比如不同批次的催化剂存在微小差异，有时候操作者的状态不同，比如做测试时不同的人手法并不完全相同，这些都可能会导致所谓的“玄学”。但是遇到这种情况，感到挫败无奈的同时，更重要的是不能气馁，要给自己打气，打起精神来分析所有可能的原因变量，这要求我们在平时实验过程中尽可能详细完整地记录，遇到奇怪的现象及时进行讨论，综合分析后尽快进行调整，推进实验的进程。 　　

记者：氧化钛-镍复合催化剂的使用，会对普通人的生活产生什么影响？ 　　

答：氧化钛-镍复合催化剂在丙烷脱氢反应中的应用，对于普通人来说，意味着丙烯生产的成本降低，相关消费品价格可能会更加稳定，甚至降低。同时，反应过程的环保性提升也有助于减少工业污染，改善空气质量和生活环境。总的来说，氧化钛-镍复合催化剂不仅推动了我国化工产业的技术进步，也为我们带来了更绿色、更高效的生产方式和更健康的生活环境。 　　

记者：未来，团队还有怎样的研究计划？ 　　

答：我们团队始终坚持面向国家的重大战略需求，将实现“清洁低碳的能源化工”作为研究主线。结合“双碳”目标，我们未来规划主要是面向清洁能源利用，持续推进光电催化水分解制氢、电催化CO2还原制液体燃料等新能源前沿领域发展；面向低碳碳氢能源催化转化，在过程模拟指导与反应工程研究中与行业头部企业合作，推进新能源技术产业化落地；面向芯片与半导体产业亟须解决的“卡脖子”关键技术难题，创新薄膜技术，打破技术封锁壁垒。 　　

记者：对拥有科学研究梦想的年轻人，最想告诉他们一句什么话？ 　　

答：“只要你真的热爱，科研终会给你回报。”我们也曾在实验失败、方向不明的时候感到沮丧，也曾怀疑过自己的选择。但就是在这些不确定中，我们学会了观察、倾听、思考，也一次次被那些微小的进展所鼓舞。

原文链接：http://jinwanbaoepaper.enorth.com.cn/jwb/h5/html5/2025-05/04/content_87650_2136848.htm

（编辑 焦德芳 曲双双）