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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(wú)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(yù)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(cháng)、所長(cháng)。1980年當選為中國科學(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(huì )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(huì )委員。

      張存浩 長(cháng)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(cháng)化學(xué)激光、固體推進(jìn)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

      在基礎研究方面,1983 年以來(lái)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(jìn)行了 (a) 小分子和自由基的電子-振動(dòng)-轉動(dòng)光譜和(b) 高激發(fā)態(tài)物種的轉動(dòng)態(tài)分辨傳能兩方面的研究。依靠自己設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)的轉動(dòng)分辨光譜,進(jìn)而首次在轉動(dòng)層次上研究了簡(jiǎn)并的氨第二電子激發(fā)態(tài)的揚-特勒分裂。 其中發(fā)現揚-特勒分裂所誘導的一種新的費米共振,稱(chēng)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動(dòng)傳能,(b) 三重態(tài)的三組分間的轉動(dòng)傳能,(c) 單態(tài)-三重態(tài)間的系際竄躍,(d) 兩個(gè)電子態(tài)間的電子振轉傳能以及(e)在碰撞傳能中角動(dòng)量取向的變化等,比較精確地得到了各個(gè)量子態(tài)傳能過(guò)程的絕對截面,并歸納出若干傾向性定則,其中多數定則與經(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(gè)無(wú)輻射躍遷過(guò)程中,成功地觀(guān)測和確認了量子干涉現象。此干涉發(fā)生在兩個(gè)強微擾混合的電子態(tài)轉動(dòng)能級間的雙通道轉動(dòng)傳能過(guò)程中。所推導的理論公式能解釋干涉的增強或削弱,并能說(shuō)明由干涉引起的實(shí)驗傳能截面的各種異常規律。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),應隨碰撞伙伴的極化度和折合質(zhì)量的增加而增大,預測的這一趨勢完全與實(shí)驗符合。所發(fā)現的這一干涉現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(dòng)量空間的行波,而此一傳能過(guò)程中的衍射則是發(fā)生于角動(dòng)量空間的駐波。這對探索化學(xué)反應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(cháng)化學(xué)激光的研究

      張存浩在70年代領(lǐng)導,何國鐘、沙國河、楊柏齡等參加,率先開(kāi)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(kāi)始,在3年內連續波功率達到3OKW,1979年獲國防科委科技成果獎二等獎。80年代初,波長(cháng)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(shí)機的開(kāi)展研究,此項工作在90年代達到國際先進(jìn)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(jìn)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(jìn)步獎特等獎(排名第一)。

      三、固體推進(jìn)劑燃速理論研究

      60年代正值復合固體火箭推進(jìn)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(shí)際燃燒情況的推進(jìn)劑線(xiàn)性燃速理論。張存浩與何國鐘發(fā)展了固體復合推進(jìn)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(jìn)劑物性對線(xiàn)性燃速的影響,并第一次揭示了侵蝕燃燒現象中臨界流速存在的根源,囊括了當時(shí)世界各派燃速理論,在六、七十年代是最精確的復合推進(jìn)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(shí)期。張存浩與樓南泉、王善云、盧佩章等在張大煜所長(cháng)領(lǐng)導下,共同研制了用于一氧化碳加氫的氮化熔鐵催化劑,并開(kāi)發(fā)了相應的流化床流程。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(zhù)延長(cháng)。針對當時(shí)國際上認為床層返混會(huì )大大降低反應轉化率的觀(guān)點(diǎn),經(jīng)分析認為在使用回流的條件下,返混對轉化率的降低將非常有限,得到工業(yè)實(shí)驗的驗證。每立方米CO+H2生成乙烯及三碳以上產(chǎn)率超過(guò)200g,優(yōu)于當時(shí)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 ) 。