董庆年教授：经济发展促进分子光谱队伍的壮大
——纪念我国光谱事业30年，第十五届全国分子光谱学学术会议专家采访报道系列
在这个丰收的金秋季节，我国的光谱学界也迎来了属于自己的收获――第十五届全国分子光谱学学术会议在京隆重召开。此次会议的规模、参会人数以及期刊论文数堪称历届会议之最。在会议召开之前，会务组、分析测试百科网、中国光谱网组成了宣传报道小组，希望尽可能忠实地记录和纪念我国光谱事业的30年，并展现会议的盛况。
董庆年教授：经济发展促进分子光谱队伍的壮大
记者：煤炭是我国的主要能源，红外光谱技术对煤炭研究的优势在哪里？
董庆年教授：分子光谱的优点之一就是能在不破坏样品的情况下考察它的结构。我们从1960年开始便借助红外光谱来研究煤这样一个复杂的体系了，这在国内外都是比较早的。后来我们所更名为燃料化学研究所，研究方向转向石油加工方面。用IR光谱考察石油加工过程中的催化反应，以及色谱-红外光谱联用分析油品和石油化工产品成了我们的主要工作。色谱—红外光谱联用技术在国内开展是比较早的。改革开放后，我们研究所又改为“山西煤炭化学研究所”，以煤为原料转化为液体燃料成为主攻方向之一。我们配合煤的间接液化工作，对过程中高效、高选择性催化剂的开发做了大量基础性工作。此外，在和炭相关的材料（如碳纤维）研究中，以及CO2利用的绿色化学反应中，我们用红外光谱法跟踪反应历程都取得了非常满意的结果。
记者：能具体说说用红外光谱表征煤的结构麽？
董庆年教授：煤是一种可燃矿物，结构复杂。为了能综合利用它，人们希望对其结构能有充分的了解，但用传统的化学方法（氧化、氢化、水解等）或物理化学方法（如溶剂抽提等），不但费时、费事，而且直观性差。如前面所述，红外光谱可在不破坏样品体系的情况下考察它的结构，这就允许我们只要做简单的样品处理工作，就可直观地看到组成煤的结构单元以及它们的结合方式，这是我们早年的工作了。当时我们利用色散型红外分光光度计，测定了从泥煤、褐煤、各种烟煤到无烟煤一系列的红外光谱，总结了它们基本结构单元的不同，以及不同煤化程度下所含官能团的变化规律，并对煤的红外光谱中有争议的特征峰归属，提出了自己的看法。后来我们有了傅立叶红外光谱仪，又用它原位跟踪观察煤的低温氧化过程，用红外数据解释了煤在开采运输和贮存过程中因风化引起的煤质变差的原因。但应该说煤的分子结构太复杂了，迄今仍未能对它有彻底的了解。
记者：请给我们普及一下什么叫间接液化？它有什么优点？
董庆年教授：煤是高分子化合物、是固体，而汽车、柴油机中用的燃油是液体。因此，为使煤能用于这些发动机，必须使它液化，转化为液体燃料。目前有两种工艺过程：一种称为煤的直接液化，即煤和溶剂混合，在催化剂存在和高压H2下加热，使煤裂解、加氢变成低分子量的油品；而煤的间接液化则是先将煤气化得到原料气，然后在一定条件下（温度和压力）经催化合成，变成燃料油及其他的化学产品，简单说来，间接液化的加工过程为：煤预处理→气化→气体净化→部分气体转化→合成气→催化合成→合成油回收、加工。由于该法最初由德国人F. Fischer和H. Tropsch 提出，所以煤的间接液化又称为F-T合成法。和直接液化比较，间接液化的主要优点是，对原料煤的要求不像前者那样苛求（能气化即可）；合成出来的油品洁净，便于加工；反应条件温和；对设备要求较低。缺点是因增加了气化这一步，工艺流程较长，获得1吨油的煤耗量也稍高。但通过高效、高选择性催化的开发和简化工艺流程，两者成本上的差异已不大。已建成的山西潞安16万吨/年规模的示范厂即将运行。
记者：谈谈您几十年研究生涯里比较难忘的一些实例？
董庆年教授：嗯……没有准备，还是回忆和分子光谱会议有关的一些事吧。记得我第一次参加和分子光谱有关的全国会议是1965年，由中国科学院召集、长春光机所和长春应用化学所承办，在长春召开的红外光谱会。当时我国第一台双光束自动记录红外分光光度计已由光机所等单位研制成功，并开始批量生产，因此会议的主题是红外分光光度计。主要交流的是仪器维护、维修的经验和技术，红外分光光度计在当时属大型精密型仪器，它的构造涉及到光、机、电三个领域，能造这样的仪器意味着我们在这三个领域和国外的差距不是很大，大家的自豪感也油然而生。经过几天的会议交流，大家感到收获不小，认为今后每隔一段时间应举行一次。由于开会者很多是仪器的使用者，因此提出还应举行相关的学术会议，但遗憾的是第二年“文革”爆发，这些提议变成泡影。这样一拖就浪费了十多年的时间，直到1978年，在中国化学会的牵头下，在广西桂林才真正召开了分子光谱学学术会议，我国分子光谱学的前辈，长春应化所的所长吴学周、北京化学所所长柳大纲等老先生都不顾年迈体弱，都亲临会议指导，吴学周所长还在大会上作了关于拉曼光谱的报告，次年又在长春组织了分子光谱理论高级讨论班，他们为推动我国分子光谱学的发展起了极大的作用。
另一给予我深刻印象的是，1977年在当时国家财政尚不富裕的情况下，山西省动用地方外汇为我们所引进了国内第一台Digilab FTS 15型傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）。当年和美国的贸易刚刚开始，虽然是直接向厂家订货，仍拖至次年才到货安装。由于是完全新型的红外光谱仪，所以我们邀请了国内有关单位（以中科院为主），在太原开了一个中小型的seminar。相对于色散型红外分光光度计，它的显著优点使我感到我国的红外光谱仪器的制造技术已大大落后了。另外也预感到FTIR仪的出现将会引发新一轮红外光谱学“风暴”的出现。果然，上世纪80年代后，科学杂志上有关FTIR的文章便大量涌出，应用FTIR的领域也愈来愈多。现在随着经济的发展、国力的加强，FTIR仪早已不是稀缺的物件，仅我们煤化所就有8台之多。全国从事分子光谱的工作者也远非上世纪70年代末所能比拟，所以今天分子光谱队伍的壮大实在是和我国经济发展有着密不可分的关系。
记者：您对新一代的光谱学届的研究者有什么寄语和希望？
董庆年教授：中国光学会光谱委员会和中国化学会物理化学委员会是我们分子光谱工作者自己的组织。我们应该积极的支持委员会的工作。希望这两个委员会把我们的杂志《光谱学与光谱分析》办得愈来愈好，把今后全国分子光谱学学术会议的学术气氛搞得愈来愈浓。另外分子光谱工作者离不开自己使用的仪器，希望国家对仪器制造业加大支持力度，使我们能用上具有自己知识产权的先进光谱仪。
记者：请您谈谈对年轻光谱工作者的一些期望。
董庆年教授：送给他们一个“勤”字与之共勉。分子光谱工作者大都是搞化学的，化学是一门实验性很强的科学，因此不仅要善于动脑，还应勤于动手，根据我的经验，养成了勤动手的习惯，将受益匪浅。另外，对他们要说的是：做学问，切忌浮躁！
附：董庆年教授简介
董庆年，男，1937年出生，江苏省丹阳市人。1960年毕业于天津大学化学工程系，同年被分配到中国科学院煤炭化学研究室（研究所前身）工作。初为研究实习员，78年晋升为助理研究员，86年被聘为副研究员，89年为研究员。
长期从事分子光谱研究工作。上世纪60年代初与同仁合作。首先获得我国各种煤化程度煤和煤中各种岩相成分的红外光谱，在我国开创了用分子光谱研究煤化学的先例；后又建立了用红外光谱法考察非均相催化反应的方法，是国内较早把红外光谱法移植于催化反应研究的实验室之一。1978年引进傅立叶变换红外光谱仪后，除用它进行煤炭、材料、催化反应以及有机、无机物的分析外，还对其功能开发做了很多的工作。并先后在太原、北京、成都、南京、广州、郑州、武汉、南宁等地讲学。1988-89年，曾以高级访问学者身份赴澳大利亚CSIRO材料研究所合作工作，对所研究的反应过程和催化剂结焦机理提出了新的看法。至今已在国内外杂志上发表论文一百二十余篇，有《红外光谱法》等三部专著出版（其中两部与他人合作）。
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