从一个人走到一个国家级创新团队
——访中国兵器集团战略科学家氟氮化工国家重点实验室主任
吕剑

校友档案：吕剑，1963年生，陕西定边人。1984年毕业于延安大学化学系。1987年加入中国共产党。博士研究生学历。现任中国兵器集团战略科学家、氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室主任。

曾获国家技术发明二等奖2项（排名第1、第5）、国防技术发明奖等省部级一等奖5项（均排名第1）、中国兵工学会特等奖和中国发明创业特等奖各1项（均排名第1）、中国专利优秀奖3项；授权中国发明专利316件、美国专利8件；发表论文360篇，出版专著1部。先后获全国创新争先奖状、全国优秀科技工作者、陕西省先进工作者等荣誉。所带团队获得全国“讲理想、比贡献”创新团队、“中央企业先进集体”、“中央企业红旗班组”等荣誉称号。先后被《科学中国人》、新华社《创新中国》等新闻媒体专题进行宣传报道，其中《创新中国》视频浏览量达141万，吕剑被誉为“平地起步，登顶催化珠峰”的人。

三十多年来，吕剑始终围绕国防安全和生态安全国家重大战略需求，在一线从事环保氟代烃等国家急需特种化学品合成技术研发，始终把国家重大战略需求作为科研事业的奋斗方向，突破一系列卡脖子技术难题，为我国履行国际环境公约、高新武器装备升级换代做出了突出贡献。

采访记者：忽弋琛，女，1987年生，陕西延安人。现为《延安日报》编辑。

采访时间：2022年6月

采访地点：西安近代化学研究所

催化，是化学工业的基石。化学工业的许多重大变革和技术进步，都是因为新的催化材料或催化技术的产生而引发的，而催化剂则是催化技术的关键与核心。因此，是否掌握先进的催化技术，是国际化学工业有无竞争力的重要标志之一。

2022年6月，在西安近代化学研究所，我们有幸见到了被央媒誉为“平地起步，登顶催化珠峰”的科学家吕剑。一组组发生器与实验器皿交替发出的声响，空气中弥漫着的化学原料气味，以及各类厚重的文献资料，使这里充满着严谨的科学氛围。谈及他在这里奋斗了整整三十年的科学事业，吕剑坚定的双目透着科研工作者的睿智与严谨，闪烁着赤子的光芒……

寒窗苦读，少年立志逐梦

1963年12月，吕剑出生于陕甘宁蒙交界处的定边县红柳沟镇。父母是典型的陕北人，和那个年代所有家庭一样都面临生活艰辛、物资匮乏的窘境，但依然全力支持孩子们上学，保持了勤俭持家、朴素开明、崇尚书香、乐善好施的家风。

吕剑从小目睹父母劳作的艰辛，少年更事，学习更加勤奋刻苦。幸运的是，初中毕业，恰逢其班主任老师调到定边中学任教，吕剑因成绩优异被班主任老师推荐到定边中学读高中。

定边中学当时在整个榆林地区享有很高的声誉。在这里，吕剑不仅每门课的成绩都是优秀，更是对化学产生了浓厚的兴趣。同时，他也在心中为自己暗暗立下了一个目标：考上大学，学习土壤与化学专业，用所学为改良家乡的盐碱地、改善家乡的面貌作出贡献。

寒窗苦读，吕剑的努力没有白费。收到延安大学化学系录取通知书时，激动的心情他现在都还记得：“当时正在地里干农活，得知邮递员来送录取通知书，有点难以置信，因为高考感觉自己发挥得不好。等接过通知书确信是真实的，心里很兴奋，周围的家人、乡亲们都为我感到高兴。”就这样，吕剑成了十里八乡的第一位本科大学生。吕剑坦言，报考前对延安大学了解并不多，报考志愿也没有填报延安大学。收到录取通知书的时候，才意识到自己将要赴革命圣地延安求学，心里开始有了期待。

延大求学，奠定坚实基础

1980年，十八岁的吕剑独自背着行囊从家乡来到延安求学。由于交通不便，那时从定边到延安有两天的行程，第一天要在吴起县住一晚，第二天再继续乘车赶路。那是吕剑第一次离开榆林，一路上，和榆林地区近乎相同的地理地貌，一样呼呼刮个不停的西北风，让吕剑倍感亲切。当时延安由于经历了1977年洪灾，路上洪水肆虐过的痕迹还依稀可见，延安城显得有些落寞和萧瑟。班车驶到杨家岭，穿梭过连片的菜地，停到了延安大学的校门口，吕剑扛着行李迈入大学校门。

上世纪80年代初的延安大学校园同样经历了洪水的冲刷，一切还在恢复重建中，校园基础设施简单，位于校门口的“理化楼”可以说是最辉煌的建筑。吕剑还记得刚开始时80级也是在理化楼上课，后来可能因为他们年纪小，喜欢打闹，高年级的学长们嫌他们吵闹，学校就把他们从理化楼“请”了出去。“高年级大部分都是老三届的学生，比较成熟稳重，相比起来，我们这些新生确实比较活泼好动。”说到这里，吕剑爽朗地笑了，好像又回到了和同学嬉笑打闹的时光。

一直以来，坐落于延安大学文汇山下的窑洞群坚固挺拔，气势雄浑，是延安大学的标志性建筑。吕剑他们入校的时候，这批窑洞宿舍刚刚启用不久。他的宿舍被分配到了第五排窑洞，占据着校园的较高海拔。站在窑洞前的平台向远处眺望，视野很是开阔。这个平台也是同学们的活动空间。虽说窑洞宿舍冬暖夏凉，但冬天也需要学生们自己生炉子取暖。刚开始时，有的同学不太会生火，弄得满屋子都是煤灰……

那时候，师范生每个月有二十元左右的伙食补贴，但食堂供应的伙食种类却是非常有限的。在延大，吕剑吃的最多的是发糕、烩菜，还有玉米面饸络。“玉米面饸饹硬得像钢丝一样，所以大家都叫它钢丝饸饹。食堂的西红柿鸡蛋汤里面也找不到鸡蛋，青菜汤也没有一丁点油花。那时虽然生活条件艰苦，却练就了大家努力拼搏、自强不息的精神，都希望能通过自己的努力来克服这些困难。”吕剑回忆说。

那时，身边的同学都有着不一样的人生目标。有一心想学好专业当一名教师的，还有热衷学生工作和社会活动，想毕业后留校的。吕剑骨子里一直“嗜学”，他想继续深造读研，他很少参与课余活动，把大部分精力都投入到了学习当中。

“那时候延大的学习氛围非常好！延大化学系那时是小班制的专业课教学，专业教材的选用也很有水准，再加上有一支严谨认真的教师队伍，营造了一个非常好的学习和成长环境。”吕剑回忆说。正是在延大的学习，为他后来向着化学领域进一步进发，打下了坚实的基础。

大学毕业那年，吕剑报考了中国科学院的研究生，虽然成绩过线，但由于信息不畅导致报考延误，读研未能如愿。1984年本科毕业后，吕剑被分配到定边县的某政府部门工作。虽说“安逸又舒适的公务员生活也挺好”，可骨子里的“嗜学”和“求变”，让二十多岁的吕剑有了思想波动。纵使旁人不解，亲友反对，可他毅然决然放弃了令人艳羡的政府公职，再一次拾笔考学，转投学术研究。1988年，吕剑考入了中国科学院山西煤炭化学研究所。在这里，他距离梦想又近了一步。

学以致用，突破技术垄断

1991 年，吕剑硕士研究生毕业，入职西安近代化学研究所。上世纪90年代初，研究所承担了有史以来第一个国家“八五”重点攻关项目——氟里昂替代品HFC-134a中试合成工艺技术。吕剑正是此项目组中的一员。

氟里昂是一种性能高效的制冷剂，但会严重破坏大气臭氧层。国际社会于上世纪 80 年代签署《蒙特利尔议定书》，决定到2010年之前淘汰氟里昂，而其替代品氢氟烷烃（HFCs）的合成被称为极具挑战性的课题，它需要一个全新的催化体系、一个全新的过程——气相催化氟化过程。而当时在我国，从事氟化学、氟化工的研究机构均不涉及气相催化研究，从事催化研究的均不涉足于气相氟化技术。其一个重要原因是，气相氟化反应是在HF（氟化氢）气氛中进行，核心技术——氟化物催化剂制备技术极为困难，所用的原料HF具有强毒性、腐蚀性，需要苛刻的实验条件，且核心技术——气相氟化技术又被国外所垄断，使得我国上世纪90年代以前在该领域还是空白。

面对原小试技术所采用的液相氟化合成 HFC-134a 技术无法放大的困境，吕剑大胆提出国际上最先进的两步气相氟化合成 HFC-134a 方案，并负责催化剂的开发。气相氟化反应涉及强腐蚀、高毒性的复杂体系，反应条件苛刻，合成难度极大，吕剑从零开始摸索。他驻扎在实验室，成千上万次单调重复着催化剂活性组份的筛选工作，寻找着最活性的催化剂元身。

星光不负赶路人，功夫不负有心人。在老一辈科学家彭少逸院士、张明南先生、李惠黎老师、戴丽珍老师及课题组同仁的鼓励支持下，在国内无气相氟化技术可借鉴的背景下，吕剑提出了氟化催化剂CrAlOmFn 活性中心模型，发明了我国第一个气相催化剂——以攻关组107 组命名的 FS-107 型气相氟化催化剂。这一发明极大地解决了HFC-134a 项目难题，并在中国科学院山西煤化所的帮助下，课题组建立了第一个熔盐加热列管式固定床反应器，由此创建了我国以氟化氢为氟源的气相氟化技术新体系，结束了我国氟化合成长期依赖液相催化的落后历史。

1998年，以吕剑发明的氟化铝负载型催化剂及团队其他相关技术作技术入股，国内首家 HFC-134a 生产企业成立，企业成功实施了 HFC-134a工业化。在该技术支撑下，企业获联合国多边基金全球最高赠款2541万美元，他所在单位分红2亿多元。

艰苦创业，建立技术体系

合资公司成立后，正是上世纪 90 年代后期，正赶上我国经济体制改革的重要十年。处于时代变革下的西安近代化学研究所和许多兵工企业一样，经济效益滑坡，企业踯躅不前，人人都要面对自身的困境。受下海思潮影响走出研究所创造个人未来的人很多，前景光明的合资企业分流走107组几乎所有研发力量，只留下吕剑一人，选择继续留在西安近代化学研究所。此时，沿海城市的高校和研究院所，也向吕剑伸来了橄榄枝，允以高薪高职猎才诚邀。何去何从？一边是优渥的生活，一边是对理想的坚持。吕剑坚信寒夜再长，春天也终会来临，唯有遵从内心，才能追上自己的梦想。于是吕剑决定留下来，一切从零开始，建立起研究所自己的催化专业体系。

吕剑的坚持和远见也得到了单位领导的认可和支持。1999年5月17日，单位破例拨给吕剑58万元科研启动经费，这对当时并不宽裕的研究所来说是一大笔经费。领导还问：“经费够不够？不够随时打报告申请！”领导的关怀和信任，使吕剑备受感动和鼓舞。吕剑下定决心，再难也要建立起自己的催化专业体系。

带着两个新招助手，吕剑重新上路，于1999年5月创立了催化课题组，定位于国家急需项目，确定了强腐蚀、苛刻条件下高选择性转化和强放热体系反应工程技术两大研究方向。

一条充满荆棘的催化技术开拓之路，就此拉开序幕。

吕剑开始了选择课题，搭建装置，合成催化剂……每天天不亮就起床，直到忙忙碌碌了一天，才会对着暮色笼罩的下班路，喘一口气。就这样，这种周而复始、紧张单调的生活，伴随他走过了一季季酷暑严寒。

面对氟化催化剂开发条件的窘迫，相关原料、设备等严重受限的状况，吕剑去母校山西煤化所寻求帮助，每一次都得到了导师戴丽珍老师的全力支持。卡套、管件、阀门等基础设备是向山西煤化所借的；需要高温熔盐加热设备，也是煤化所方面派专人给予设计、安装、调试；没有专门的催化剂成型设备，吕剑就挨家挨户地向外单位去调研协调……

每每放大实验一次，就需要做出将近一吨的催化剂。为了保证催化剂的强度，出来的催化剂条型非常硬，但又要将条型掰成理想的形状，很费力又磨损手指，每天仅能生产几十公斤的催化剂样品。但吕剑脑子里只有两个字：坚持！

硬是凭着一股韧劲，吕剑和助手坚持了两个多星期，最终按时保质保量提供了催化剂样品，并在厂家一次性试车成功，圆满地完成了第一个氟化催化剂产品的试验定型。

评价催化剂寿命是一个不能间断的活，坚守实验室几十小时到几百小时甚至上千小时也是常态，为了保证寿命数据的真实可靠，他没有回家休息过。实在困了，就和衣在搭建的简易塌上休息一会儿。他以一股不屈不挠的精神，坚守在实验室长达一百多天。

2000年以后，吕剑团队又陆续攻克了高效氟化催化剂设计与制备、强共沸体系分离、氟化氢反应体系安全防护等系列技术难题，相继发明了9类13个系列氟化催化剂，研发出第三代、第四代制冷剂制备的8项环保制冷剂成套生产技术，实现了氟化催化剂的广泛应用以及制冷剂产业的升级换代，成功推广应用到国内10余家企业，为企业创造了良好的经济效益和社会效益。气相氟化技术的普及，使我国成为环保制冷剂生产和出口大国，使我国提前两年半淘汰了氟里昂，很好地履行了《蒙特利尔议定书》国际公约，为我国赢得良好的国际声誉。

为了感恩单位的支持，吕剑团队开发的系列催化剂型号命名为FS-517。2002年9月，随着催化事业呈现出的良好发展态势，西安近代化学研究所成立了催化技术研究部，吕剑成为首任催化技术研究部主任。此后，他所率领的团队也连续二十年被评为所在单位先进集体，成为科技创新领域的一面旗帜。

立身为公，助力国防建设

出生并受教于红色陕北的吕剑，自小就汲取了革命根据地的红色养分，赤子之心与生俱来。从事化工科研后，“把一切献给党”的人民兵工精神又深深植入吕剑心中。他始终把国家重大战略需求作为科研事业的奋斗方向。

特种高能燃料属国防战略资源，是导弹类新型“杀手锏”武器装备的动力源或毁伤源，一直是制约我国新型先进武器装备发展的技术瓶颈。

在深耕气相氟化技术的同时，吕剑聚焦国防现代化重大战略需求，下定决心要解决关系武器装备性能跨代提升的“卡脖子”难题。在短短半年时间里，他几乎查阅研读了近二十年国内外军用燃料所有公开报道的文献资料，指出“燃料问题”源于“燃料设计”，然后带领团队完成了上千种燃料分子理论模拟和实验研究，揭示了燃料分子结构与性能的内在关系，由此突破了高能量密度、高效能和燃烧安全可控的燃料设计关键技术，创立了高能燃料体系化设计方法，构建了硼簇高能燃料谱系，创制出高密度燃料、高热沉燃料、高热值燃料及燃速调节剂等多类型、多用途新型特种燃料，实现了新型特种高能燃料“从零到一”的原始创新性突破。

“燃料设计”这一源头问题解决后，打通创新链与工业链，按时按需提供低成本燃料产品，成了吕剑团队最重要的任务。然而，高能燃料的合成大多在高温高压、易燃易爆、强粘强腐蚀等苛刻复杂体系下进行，给工程化放大带来巨大挑战。困难面前，吕剑迎难而上，带领团队对合成路线、原材料、反应器及工艺设计、安全控制、设备选用等每个细节反复论证，最终制定了科学可行的工程化方案。在中试阶段，他身先士卒，无论寒暑始终与团队成员奋战在现场一线，通过将催化剂、反应器及工艺进行创新集成，突破了燃料工程化放大系列关键技术，攻克了高能燃料制备效率低、过程安全性差等系列难题，实现了规模化制备。

与传统燃料相比，吕剑团队创制的新型高能燃料综合性能大幅提高，应用于多型武器装备和多种型号研制，显著提升了其航程、航速和毁伤威力，为我军武器装备远程打击、高效毁伤和极速突防奠定了坚实的基础，并呈现出广阔的推广应用前景。

厚德育才，打造创新团队

熟识吕剑的人都知道，他对工作狂热和执拗，业余时间基本就是加班。他求知求真求实，扎根在实验室，和团队成员讨论、解决问题。他勇于开拓，淡泊名利；他科技报国、自立自强。在他的言传身教下，团队成员都养成了爱国敬业、勤奋严谨、求实创新的科研品格。

薪火相传才能生生不息，“厚以德以渥之，广其途以储之”的育人理念始终贯穿于吕剑对青年后辈的培养之中。从专业组建立伊始，吕剑就十分注重人才培养和团队建设。从科研选题到实验设计，从小试、中试到工程化，每一个研发阶段，他都手把手教学生、带团队。面对着一张张年轻的面孔，吕剑像培养自己的孩子一样，每一个成长阶段可谓煞费苦心。经过实践，他摸索出了一套育人的新途径和新模式：通过总师规划、项目带动、课题组长负责、自我提高的四极结合模式，来推进成员快速成长。并借力团队现有的氟氮化工国家重点实验室、集团重点实验室、省级工程技术中心的产学研一体化平台作用，实现行业内创新资源共享，吸引国内外、行业内外高水平专家、学者在平台上开展研究工作，进行在读研究生联合培养。吕剑团队与德国洪堡大学、巴黎科学与艺术人文大学签署合作协议，成立氟氮资源化工新材料国际联合实验室。与西安交通大学等十余家高校和企业，围绕气相氟化技术、含氟绝缘气、含氟电子化学品等相关技术开展交流与合作，极大地开拓了团队成员的视野，提高了基础研究水平。

如此打造事业发展平台，为青年科技人才的成长提供了良好环境。在他的精心培养下，结合大量的科研开发与工业应用实践历练，一代代新生力量快速成长为独当一面的科技骨干。吕剑先后培养博士16名、硕士19名，创建了一支结构合理、应用基础研究与工程化研究并重、产研结合的绿色高效合成技术创新团队，先后培养国家级人才6人，中国兵器科学家及行业领军人才8人，团队先后被评为全国“讲理想、比贡献”创新团队、“中央企业先进集体”、“中央企业红旗班组”。其先进事迹先后被新华社《创新中国》《科学中国人》等国家和行业权威新闻媒体报道。其中《创新中国》专题视频在各媒体平台浏览量累计达 258 万余人次，团队负责人吕剑被誉为“平地起步，登顶催化珠峰”的人。

在三十多年的科研生涯中，吕剑爱国奉献，担当协作，守正创新，厚德育人，从零起步，走出了从一个人到研究小组、到研究室、再到创建国家级重点实验室平台的创业发展之路，出色践行了人民兵工精神和科学家精神，是我国新一代高能燃料和气相氟化技术的主要开拓者和领军人、军民融合技术创新发展的典范。

尽管工作繁忙，但吕剑始终关注着延安大学的发展，和很多同学都保持着密切的联系。除了通过各种渠道了解母校的动态，他也常常挤出时间回母校参加活动。母校近年来的发展进步，让他倍感亲切和自豪。

“过去的延安大学是一所以培养师范生为主的院校，如今母校的学科逐步拓展、涵盖全面，成为了一所综合性的院校。这对学校、对延安的发展都是有利的。”吕剑说，“一个学校好不好，有没有名，达到什么样的国际水准、国内水平，最重要的一点就是优秀人才。优秀人才不仅指教师，更指那些拥有巨大潜力的学生。如今我们的师资和生源越来越好，这和学校的努力和发展是分不开的。”吕剑希望今后母校继续加强本科教育基本功，提高学生综合能力，同时多开展学术性讲座，多争取科研经费支持，与陕北经济社会发展融合在一起，以此来吸引人才、培养人才、留住人才。而作为延大学子，只要母校需要，他表示会竭尽所能助力母校发展。

2022年是延大建校85周年，吕剑为母校送上了祝福：“延安大学有着光荣的历史，母校的未来也一定会越来越好！” IHXVfqCXieESSbs2YVlHw1lUYBUd+MPuRtXP+s2ZNr1yYog0S3d5v3cpNLEv1cRj