在近日公布的第十七屆侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單中，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院傅杰教授榮膺“創(chuàng)新獎(jiǎng)”。在接受中國化工報(bào)記者采訪時(shí)，他謙遜而堅(jiān)定地說：“科研沒有定式，關(guān)鍵是要做自己能做、該做且能堅(jiān)持下去的事?！边@不僅是他個(gè)人的科研信條，更是其帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在生物質(zhì)與二氧化碳等“綠碳”資源高值化利用領(lǐng)域，從基礎(chǔ)走向前沿、從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的能量源泉。

　　錨定方向：可再生碳源高值利用

　　傅杰的科研之路始于2005年碩博連讀期間。在導(dǎo)師呂秀陽教授的帶領(lǐng)下，他將研究方向鎖定在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化這一新興領(lǐng)域?！吧镔|(zhì)是唯一的可再生含碳資源”，這一認(rèn)知成為他科研生涯的基礎(chǔ)。2012年回國后，他在呂秀陽教授的指導(dǎo)與支持下，繼續(xù)以廢棄油脂高值化利用作為主攻方向。從最初的小組探索，到獲得國家基金的早期資助，再到與中石化、康恩貝集團(tuán)、華康藥業(yè)、飛天石化等建立長期合作，每一步，他都走得篤定而踏實(shí)。在他看來，科研方向的選擇無需追隨潮流，關(guān)鍵在于結(jié)合自身優(yōu)勢與時(shí)代需要。正是這種前瞻性的定位和長期的堅(jiān)守，為他后續(xù)取得的一系列創(chuàng)新突破奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　核心突破：探尋油脂化工機(jī)理

　　將廢棄油脂轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品，是傅杰團(tuán)隊(duì)的標(biāo)志性成果。其技術(shù)核心可形象地概括為“一把精準(zhǔn)的分子剪刀”和“一套高效的混合藝術(shù)”。

　　所謂“分子剪刀”，即通過原創(chuàng)的催化劑表界面設(shè)計(jì)，精確控制反應(yīng)路徑。在此基礎(chǔ)上，傅杰團(tuán)隊(duì)形成了“油脂—脂肪酸—定向脫氧—長鏈烷烴/長鏈脂肪醇/長鏈烯烴”的清晰技術(shù)路線。其關(guān)鍵突破在于團(tuán)隊(duì)提出了“團(tuán)斜平”吸附構(gòu)型調(diào)控理論，以解決脫氧過程中如何保持長碳鏈以及副反應(yīng)并存的核心科學(xué)難題?；诖死碚摚瑘F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出功能各異的催化劑：銅鎳基催化劑擅長“脫羧”，將脂肪酸變成長鏈烷烴，成為生物航煤的理想原料;銅基催化劑可實(shí)現(xiàn)“原位加氫脫氧”，生產(chǎn)脂肪醇;而獨(dú)特的鉑鋅金屬間化合物催化劑則能選擇性地合成高附加值的長鏈α-烯烴，用于制備高端潤滑劑、尼龍等材料。

　　然而，僅有“好剪刀”還不夠，還需要讓反應(yīng)物與催化劑充分“見面”。油脂與水不易互溶，傳質(zhì)是工業(yè)化的一大難題。為此，傅杰團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地引入化工強(qiáng)化手段，開發(fā)了“雙旋流混合”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)如同一個(gè)高效乳化器，能將油水兩相物料強(qiáng)制混合成微米級(jí)液滴，極大提升了傳質(zhì)效率。通過將物理化學(xué)的微觀機(jī)理與化工過程的介尺度方法論深度融合，團(tuán)隊(duì)形成了從反應(yīng)器宏觀混合、介觀擴(kuò)散到表面反應(yīng)的整套解決方案。

　　應(yīng)用上述技術(shù)，傅杰團(tuán)隊(duì)與中石化大連院合作，成功實(shí)現(xiàn)了低品位油脂零氫耗制備長鏈烷烴的工程放大，該成果榮獲2022年度中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。目前，這項(xiàng)從地溝油經(jīng)長鏈烷烴制生物航煤的成套技術(shù)，已進(jìn)入萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)驗(yàn)證階段。

　　拓展疆域：構(gòu)筑多維綠碳版圖

　　隨著團(tuán)隊(duì)壯大和研究的深入，傅杰的“綠碳”版圖從油脂化工拓展至更廣闊的天地。

　　一是二氧化碳電催化轉(zhuǎn)化。自2017年起，他前瞻布局這一前沿領(lǐng)域。與多數(shù)實(shí)驗(yàn)室聚焦小規(guī)模電極研究不同，他直面產(chǎn)業(yè)化核心難題——二氧化碳在水系電解液中溶解度低、傳質(zhì)困難。團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，在反應(yīng)器設(shè)計(jì)與工藝集成上取得突破，率先建成了30噸/年的中試裝置，并向千噸級(jí)規(guī)模邁進(jìn)，走在國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的前列。該技術(shù)可將鋼廠、電廠排放的二氧化碳就地轉(zhuǎn)化為合成氣，進(jìn)而合成甲醇等化學(xué)品，為工業(yè)碳減排提供了全新的技術(shù)方案。

　　二是農(nóng)林廢棄物與有機(jī)危廢協(xié)同高值化利用。他與相關(guān)企業(yè)深度合作，旨在破解秸稈等廢棄物利用不充分、附加值低的難題。其理念是“吃干榨凈”式的梯級(jí)利用：將秸稈中的半纖維素、纖維素、木質(zhì)素等組分逐級(jí)分離，并分別轉(zhuǎn)化為一系列更高價(jià)值的產(chǎn)品，部分產(chǎn)品如糖醇、呋喃二甲酸等已完成或正在進(jìn)行百噸級(jí)中試。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將處理過程中產(chǎn)生的殘?jiān)c制藥等行業(yè)的有機(jī)危廢耦合，通過氣化等技術(shù)協(xié)同處置，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)碳資源的全量化、高值化利用，邁向“無廢”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

　　產(chǎn)學(xué)融合：實(shí)踐中深化科學(xué)認(rèn)知

　　傅杰團(tuán)隊(duì)的科研范式也頗具特色：始終以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為牽引，在解決工程難題中凝練科學(xué)問題，再以科學(xué)突破反哺技術(shù)升級(jí)，形成“應(yīng)用—基礎(chǔ)—再應(yīng)用”的良性循環(huán)。

　　談及未來攻關(guān)方向，傅杰目標(biāo)清晰：油脂化工技術(shù)將持續(xù)推動(dòng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;二氧化碳電催化將努力實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)示范，并攻關(guān)原位捕集轉(zhuǎn)化等前沿技術(shù);農(nóng)林廢棄物綜合利用將全力打造可復(fù)制的商業(yè)化落地項(xiàng)目。他相信，隨著綠色電力成本下降和低碳政策深化，這些綠色化學(xué)技術(shù)將迎來重大機(jī)遇。

　　在與團(tuán)隊(duì)的交流中，傅杰強(qiáng)調(diào)，成功的背后是無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的積累。正如他在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究中始終秉持的原則——要讓每種組分實(shí)現(xiàn)最合適的轉(zhuǎn)化、實(shí)現(xiàn)最大化的價(jià)值。他鼓勵(lì)青年研究者保持耐心、持續(xù)探索，找到最適合自己的方向深耕下去，共同推動(dòng)綠碳化工的發(fā)展，走向更可持續(xù)的未來。