中国科学院院士韩布兴

韩布兴,物理化学家。中国科学院化学研究所研究员。1957年7月20日出生于河北省遵化市,籍贯河北遵化。1982年毕业于河北科技大学(原河北化工学院)化学工程系,1985年在中国科学院长春应用化学研究所获硕士学位,1988年在中国科学院化学研究所获博士学位。曾任IUPAC绿色化学分会主席。 20多年来,韩布兴先后完成了国家杰出青年基金、基金委重点基金、“973”、“863”、国家攻关项目(课题)等50多项,发表学术论文500余篇,论文被引用14000余次,获专利30余件,在国内外重要学术会议作特邀报告100余次。同时,他还以第一完成人身份获得国家自然科学奖二等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项,获Elsevier出版社《胶体与界面科学》期刊终身成就奖。

教育背景

1982年河北化工学院学士

1985中科院长春应化所硕士

1988年中科院化学所博士

工作简历

1988-1989中科院化学所助研

1989-1991加拿大Saskatchewan大学博士后

1991-1993年中科院化学所副研究员

1993 --中科院化学所研究员

学术成就

长期从事化学热力学与绿色化学的交叉研究,重点围绕一系列超临界流体、离子液体等绿色溶剂体系化学热力学及其应用研究。自行设计和建立了多种实验方法与技术,阐明了多组分绿色溶剂体系化学热力学性质的变化规律和机理;发展了离子液体、超临界流体/离子液体微乳液研究的新方向,创制了多种新型功能微乳液体系,实现了用超临界CO2调控表面活性剂体系的可逆相转变;以绿色化学反应和技术开发为目标,开展绿色溶剂体系化学热力学研究,揭示了绿色溶剂反应体系的特殊热力学行为和溶剂效应规律,发展了多个清洁高效的化学反应。曾获国家自然科学奖二等奖。

1985年至1988年攻读博士学位期间,韩布兴在闫海科研究员课题组从事石油强化开采相关的化学热力学研究,承担国家“七五”攻关项目。在博士论文工作中,建立了多功能高压相平衡装置,并在高压下测定了不同气体在稠油中的溶解度,以及气体溶解对稠油黏度和密度的影响规律和机理,其精度优于国际先进水平,为我国稠油开发提供了急需的重要基础数据,研究成果对石油开发具有重要的指导意义,相关成果获中科院科技进步奖二等奖。“以前我和闫老师课题组的人员从未接触过高压实验,为了完成这一任务,我两年多没在宿舍睡觉,困了就在实验室边上的一个小房间里休息一会,虽然研究过程很辛苦,但那段时间感到非常充实。”他回忆说。

1999年起,韩布兴带领课题组一直从事这方面的研究,拓宽化学热力学的研究范畴,解决绿色化学领域的关键难题。多年的科研工作基础让韩布兴认识到,从绿色介质入手进行化学热力学与绿色化学的交叉研究具有重要意义。“大多数化学化工过程中使用溶剂,即介质。介质能调控许多化学化工过程的效率。”他说,“揭示绿色介质体系的特殊性本质和规律、利用绿色介质的特性开发环境友好工艺路线和技术很重要。”

对绿色溶剂体系的研究需要特殊装置,许多新想法靠商用仪器无法或难以实现。针对相关领域的难题,韩布兴带领课题组将发展实验方法、仪器研制与科学研究相结合,研究超临界流体、离子液体等绿色溶剂体系化学热力学性质,探索绿色介质在化学反应、功能材料合成等方面的应用。他们提出一些新的研究方法,克服种种难题,研制了10余套用于绿色介质不同性质和应用研究的实验装置。 

在仪器研制的基础上,他们重点围绕一系列超临界流体、离子液体等绿色溶剂体系开展化学热力学及其应用研究,阐明了多组分绿色溶剂体系化学热力学性质的变化规律和机理;率先提出用离子液体吸收二氧化硫的方法;开辟了离子液体、超临界流体/离子液体微乳液研究的新方向,创制了多种新型功能微乳液体系,引领了这一研究方向的发展;开创性地实现了超临界二氧化碳调控表面活性剂体系的可逆相转变。凭借在超临界流体、超临界流体/离子液体体系相行为与分子间相互作用研究方面的系统成果,韩布兴与课题组成员获得2011年国家自然科学奖二等奖。

课题组还以绿色化学反应、材料合成和应用为目标进行绿色溶剂体系热力学研究,揭示了绿色溶剂中化学反应和材料合成体系的特殊热力学行为和溶剂效应规律,实现了多种清洁高效化学反应,发展了一系列合成催化材料的新方法。2009年,他们发现路易斯酸和钯可协同催化苯酚加氢生成环己酮反应,产率接近100%,以超临界二氧化碳为介质可使反应速率大大提高,解决了传统反应路线效率低、选择性差这一挑战性难题。论文在《科学》期刊发表后,受到同行高度评价。

代表性论文

· Jie Ke, Buxing Han et al.,“How Does the Critical Point Change during a Chemical Reaction in Supercritical Fluids? A Study of the Hydroformlation of Propane in Supercritical CO2”, J. Am. Chem. Soc.,2001, 123, 3661.

· Xiaogang Zhang, Buxing Han et al. “Direct Measurements of the Enthalpy of Solution of Solid Solute in Supercritical Fluids: Study on CO2-Naphthalene System”, Chem.-A Eur. J., 2001, 7(19), 4237.

· Hongping Li , Xiaogang Zhang , Buxing Han et al., “Effect of phase behavior and pressure on the constant volume heat capacity and intermolecular interaction of ethanol-CO2 and n-pentane-CO2 mixtures in the critical region”, Chem.-A Eur. J.,2002, 8, 451.

· Juncheng Liu, Buxing Han et al., “Formation of Water-in-CO2 Microemulsions with Non- fluorous Surfactant Ls-54 and Solubilization of Biomacromolecule”,Chem.-A Eur. J.,2002, 8,1021.

· Jianling Zhang, Buxing Han et al., “Recover by Compressed CO2 of ZnS Nanoparticles Synthesized in Reverse Micelles,Chemical Communications, 2001,24, 2724.

· Zhenshan Hou, Buxing Han et al., “Pressure tuning of reaction equilibrium of esterification of acetic acid with ethanol in compressed CO2”, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 4510.

· Dan Li, .Buxing Han, et al., “Effect of Gas Anti-solvent on Conformation of Polystyrene in Toluene: Viscosity and SAXS Study”, Mocromolecules, 2001,34, 2195.

· Dan Li, Buxing Han et al., “SAXS by Dilute Solution of Bisphenol A Polycarbonate during Adding Anti-solvent CO2”, Macromolecules, 2001,34, 6721.