高效加氢催化剂是实现产品高值化和产业绿色化的关键。定向开发高性能的选择性加氢催化剂，实现相关化工产品生产过程的清洁、高效，推动产业转型升级，能够为实现高质量发展与“美丽中国”国家战略提供有力支撑。
十多年来，浙江大学催化研究所所长王勇教授带领催化团队，成功突破技术瓶颈，开发了一系列具有自主知识产权的高性能加氢催化剂，攻克了多类加氢反应对催化剂微纳结构个性需求的难题。2021年，凭借着“负载型催化剂微纳结构调控关键技术创新及产业化”项目，他以第一完成人身份获得浙江省技术发明奖一等奖。
目前，该项目技术成果已成功实现产业化，应用领域包括药品、化妆品、洗护用品等，不仅有助于培育出产业链完整、技术领先的维生素特色产业集群，也为推动国家精细化工产业转型升级，促进行业科技进步作出了重要贡献。
与新和成共建催化平台
2011年，德国马普胶体与界面化学研究所从事博士后研究工作的王勇选择回到母校浙江大学催化研究所，投身纳米催化剂的研发，“在自己的领域，能够通过自己的努力为国家做点事情，来推动某一个小领域的发展，这带给人的精神满足，是物质成就不能与之相提并论的。”为此，王勇组建了课题组，开启了纳米催化剂研究的创新之旅。
也正是那一年，浙江新和成股份有限公司相关负责人找到王勇，希望他为公司的战略产品研发高性能加氢催化剂。经过近3年的产学研合作，新和成看到了以催化剂技术带动公司跨越式发展的希望，王勇也初步尝到了将基础研究落地开花的喜悦，双方开始建立高度的互信。2014年，新和成与王勇开展全面的产学研合作，邀请王勇担任公司在催化技术方面的顾问专家，并在新和成研究院筹建催化平台。
据了解，作为新和成的第一个专业化研究平台，催化平台的主要功能包括：为公司老产品提供技术支撑，通过高性能催化剂的开发实现相关产品的转型升级，提高公司产品的市场竞争力，助推公司的高质量发展；通过催化剂的自主创新，为公司开发有竞争力的新产品，造福社会；为公司、为国家培养专业的技术人才。
如今，催化平台开发的催化剂技术成功应用于新和成多个重要精细化工产品的绿色高效生产中。这些前沿催化技术的研发和大规模应用极大增强了企业的核心竞争力，为企业的节能减排工作作出了积极的贡献，产生了显著的经济效益和社会效益，也使得新和成成为世界三大维生素生产商之一。
反复试错终制成高性能催化剂
“我在浙江大学催化研究所建有基础研究团队，在企业建有工业催化研究团队，这两个团队之间具有高度的互补性。应用的过程中我们会碰到一些基本原理不清楚的问题，我把问题带到浙大的平台上面去做基础研究，把基本原理研究清楚之后又能更好地推进产业化发展。”王勇说。
在此模式下，王勇带领团队，针对维生素产业链中典型的催化选择性加氢反应，对炭负载型催化剂催化活性位点进行了有效的调控，开发了一系列具有自主知识产权的高性能加氢催化剂，攻克了多类加氢反应对催化剂微纳结构个性需求的难题，成功实现“负载型催化剂微纳结构调控关键技术创新及产业化”。
王勇告诉记者，负载型催化剂是活性组分均匀分散，并负载在特定载体上的催化剂，是催化加氢行业实现化工产品高值化和绿色化的核心要素。载体是负载型催化剂的重要组成部分，在不同类型的载体中，炭材料因其来源广、成本低、耐酸碱、具有高比表面积而被广泛采用，但是活性炭是微孔材料(<2nm)，微孔内传质受限；炭材料本身相对惰性,炭与负载的金属之间相互作用较弱;碳前驱体的种类甚至产地对炭载体性能影响也非常大。传统活性炭作为载体负载得到的催化剂存在大分子底物催化效率低、纳米金属容易流失、敏感分子选择性差等问题。
针对传统炭负载型纳米金属催化剂存在的技术弊端，王勇团队分别从催化剂载体电子结构、催化剂活性位电子结构以及载体孔道结构等三个方面入手，成功发明氮掺杂炭负载型催化剂、高效无铅炔醇选择性加氢催化剂、载体具有开放多级孔结构的负载型催化剂等三类催化剂，精准提高了催化剂的反应效率和效能。
其中，载体具有开放多级孔结构的负载型纳米钯催化剂是王勇团队啃下的“硬骨头”。
“纳米这个尺度是非常小的，我们在做这个催化剂的时候，需要从纳米尺度甚至是原子、分子的尺度对催化剂进行一个微观的调控，让它来适应不同反应的需求，这并不容易。”王勇感慨道。从项目立项以来，王勇带领科研团队做了不下百次实验，但始终未能有效突破。
“科研具有不可预见性，不是说你努力工作，就一定能取得成功。企业这边有需求，当我们一直都没有进展的时候，压力其实是非常大。”王勇说。
就在项目几乎停滞不前时，在一次早餐时偶然掰开馒头中受到了启发。“在经过小苏打发酵过后蒸出来的馒头，内部形成了不规则的蜂窝孔道结构，我在想，为什么我们的材料不能向馒头‘学习’呢？”
王勇和课题组成员回到实验室第一时间着手实验，开发了用碳酸盐作为助剂，利用物理膨胀结合化学活化的方法，实现了从原始生物质如竹子、椰壳一步法制备得到大孔、介孔及微孔丰富的多级孔炭材料。实验证明，这些个具有与馒头内部类似的多级孔材料，是优异的纳米金属载体材料，同时该方法原料廉价易得，添加剂便宜，方法简单，可持续性强，具有规模化生产的潜力。
相关数据显示，载体具有开放多级孔结构的纳米钯催化剂，在共轭双烯酮加氢反应中，目标产物收率显著提升，催化剂由难以套用提升至可稳定套用60次以上，以此开辟全新的维生素E侧链绿色合成路线，反应步骤减少，原子经济性显著提升，基本实现“三废”零排放，原料成本也明显下降。
将研究成果写在“化工厂”
作为一名科研工作者，王勇深知我国在很多领域落后于发达国家，只有不骄不躁，勇于创新、无私奉献才能让国家强大起来。他回忆起在湘潭大学读本科时，罗和安校长以自己在国外的求学经历告诫学生：人活着得有尊严。“其实做科研也是一样，我们要去做原创性的东西，只有我们真正的创新了，能拿出比别人更好的产品，才能赢得别人的尊重。”王勇说。
此外，在王勇看来，科学研究不是阳春白雪，要接地气，要找准市场需求的定位，切合实际，强强联合，共同推进。“我们不仅要在实验室做科研，还要将关键核心技术转化为产品，最终实现产业化。”王勇说，目前基础研究与产业化存在一定的脱节，希望未来有更多从事科学研究的科技工作者能够意识到这个问题，能够与企业开展更广泛的产学研合作并逐步建立一个高度的互信。
在科研中不断推陈出新的王勇，还将大量精力投入到年轻人才的培养上。“刚刚开始组建策划平台的时候，团队有3个人，2个大专生、1个本科生。现在团队有40个人左右，其中有12名硕士、6名博士。平台引进的第一位博士于丽丽也成长为研究院院长助理、研发部部长。”王勇在浙江大学进行科研工作的同时，还从事教学工作，迄今为止，王勇已培养博士15名、硕士12名、博士后15名。
未来，王勇团队将继续开发新的高性能催化剂，促进该领域的深度发展。见习记者 楼昊