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張存浩 教授 化學(xué)科學(xué)獎
1999年

  張存浩    化學(xué)家。1928年2月23日生于天津, 原籍山東無棣。1947年畢業(yè)于中央大學(xué)化工系, 獲學(xué)士學(xué)位。1950年獲美國密西根大學(xué)化工系碩士學(xué)位。1998年獲香港中文大學(xué)榮譽理學(xué)博士學(xué)位。1951年起歷任中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所助研、副研究員,1962 年任研究員,1979-- 1990年任副所長、所長。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士(學(xué)部委員), 1991-1999年任國家自然科學(xué)基金委員會主任。1991 年起任中國科協(xié)副主席。1994-1998 年任中國科學(xué)院化學(xué)部主任。1994年起任國務(wù)院學(xué)位委員會委員。

  張存浩 長期從事物理化學(xué)領(lǐng)域的研究工作,在雙共振多光子電離光譜和量子態(tài)分辨的分子傳能、短波長化學(xué)激光、固體推進劑燃速理論與合成石油的催化劑和流程的研究等方面作出了創(chuàng)新性的工作。

  一、雙共振多光子電離光譜和量子態(tài)分辨的分子傳能研究

  在基礎(chǔ)研究方面,1983 年以來張存浩和沙國河把雙共振多光子電離譜方法發(fā)展為極為銳利的分子光譜工具,進行了 (a) 小分子和自由基的電子-振動-轉(zhuǎn)動光譜和(b) 高激發(fā)態(tài)物種的轉(zhuǎn)動態(tài)分辨?zhèn)髂軆煞矫娴难芯?。依靠自己設(shè)計的新型雙共振電離光譜-離子凹陷光譜,成功地得到極短壽命(10-13 秒)激發(fā)態(tài)-氨的第一電子激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)動分辨光譜,進而首次在轉(zhuǎn)動層次上研究了簡并的氨第二電子激發(fā)態(tài)的揚-特勒分裂。 其中發(fā)現(xiàn)揚-特勒分裂所誘導(dǎo)的一種新的費米共振,稱為非絕熱費米共振,具有新的選擇定則。

  張存浩和沙國河的研究涉及(a) 雙重性變化或守恒的轉(zhuǎn)動傳能,(b) 三重態(tài)的三組分間的轉(zhuǎn)動傳能,(c) 單態(tài)-三重態(tài)間的系際竄躍,(d) 兩個電子態(tài)間的電子振轉(zhuǎn)傳能以及(e)在碰撞傳能中角動量取向的變化等,比較精確地得到了各個量子態(tài)傳能過程的絕對截面,并歸納出若干傾向性定則,其中多數(shù)定則與經(jīng)典圖形的定性解釋相符合,并可用半經(jīng)驗的量子散射理論加以關(guān)聯(lián)。

  上述碰撞傳能研究中最重要的成果在于:第一次在碰撞傳能這個無輻射躍遷過程中,成功地觀測和確認了量子干涉現(xiàn)象。此干涉發(fā)生在兩個強微擾混合的電子態(tài)轉(zhuǎn)動能級間的雙通道轉(zhuǎn)動傳能過程中。所推導(dǎo)的理論公式能解釋干涉的增強或削弱,并能說明由干涉引起的實驗傳能截面的各種異常規(guī)律。理論公式中引入了干涉相位角的概念,它與分子間碰撞作用勢有關(guān),應(yīng)隨碰撞伙伴的極化度和折合質(zhì)量的增加而增大,預(yù)測的這一趨勢完全與實驗符合。所發(fā)現(xiàn)的這一干涉現(xiàn)象雖然和電子衍射同為物質(zhì)波的干涉,但電子衍射是屬于動量空間的行波,而此一傳能過程中的衍射則是發(fā)生于角動量空間的駐波。這對探索化學(xué)反應(yīng)的相干控制有重要意義。

  此項成果獲中國科學(xué)院自然科學(xué)獎一等獎 (1997) 和二等獎 (1986),國家自然科學(xué)獎二等獎 (1999, 排名第三 ) 。

  二、短波長化學(xué)激光的研究

  張存浩在70年代領(lǐng)導(dǎo),何國鐘、沙國河、楊柏齡等參加,率先開展了超音速燃燒型氟化氫 / 氟化氘化學(xué)激光器的研制,從零開始,在3年內(nèi)連續(xù)波功率達到3OKW,1979年獲國防科委科技成果獎二等獎。80年代初,波長更短的氧碘化學(xué)激光器在國際上剛露頭,張存浩就與楊柏齡、莊琦、桑風(fēng)亭等不失時機的開展研究,此項工作在90年代達到國際先進水平,獲1993年國家自然科學(xué)獎三等獎(排名第一)和1997年國家科技進步獎二等獎( 排名第二),以及1991年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎一等獎(排名第一)和1996 年中國科學(xué)院科技進步獎特等獎(排名第一)。

  三、固體推進劑燃速理論研究

  60年代正值復(fù)合固體火箭推進劑大發(fā)展的年代,大型固體火箭的研制迫切需要一種能夠反映實際燃燒情況的推進劑線性燃速理論。張存浩與何國鐘發(fā)展了固體復(fù)合推進劑的表面多層微火焰燃速理論, 能夠準確表達燃燒壓力、初溫及推進劑物性對線性燃速的影響,并第一次揭示了侵蝕燃燒現(xiàn)象中臨界流速存在的根源,囊括了當(dāng)時世界各派燃速理論,在六、七十年代是最精確的復(fù)合推進劑燃速理論。此成果獲1982年國家自然科學(xué)獎三等獎。

  四、合成石油催化劑和流程研究

  50年代是全世界合成石油研究興旺發(fā)達的時期。張存浩與樓南泉、王善云、盧佩章等在張大煜所長領(lǐng)導(dǎo)下,共同研制了用于一氧化碳加氫的氮化熔鐵催化劑,并開發(fā)了相應(yīng)的流化床流程。催化劑活性高,可在260 左右的低溫下工作,并抗積碳,產(chǎn)品以輕質(zhì)油及含氧化合物為主,極少生臘,使催化劑壽命顯著延長。針對當(dāng)時國際上認為床層返混會大大降低反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的觀點,經(jīng)分析認為在使用回流的條件下,返混對轉(zhuǎn)化率的降低將非常有限,得到工業(yè)實驗的驗證。每立方米CO+H2生成乙烯及三碳以上產(chǎn)率超過200g,優(yōu)于當(dāng)時世界各國水平。此項成果獲首屆國家自然科學(xué)獎( 中國科學(xué)院科學(xué)獎金 )三等獎(1956,排名第二 ) 。