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時(shí)鈞


時(shí)鈞(1912年12月13日—2005年9月1日),出生于江蘇常熟?;瘜W(xué)工程學(xué)家、教育家。1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1951年加入九三學(xué)社。

時(shí)鈞出生于江蘇省常熟縣莫城鎮(zhèn)一個(gè)讀書人家。父親應(yīng)試未中,寄希望于子女,要求子女認(rèn)真讀書,成為有學(xué)識(shí)的人。1917年,時(shí)鈞入本鄉(xiāng)小學(xué)讀書,1924年小學(xué)畢業(yè),跳級(jí)考進(jìn)孝友中學(xué)初中二年級(jí)。1926年,時(shí)鈞初中畢業(yè)后隨大哥去蘇州讀高中,大哥在蘇州工業(yè)專科學(xué)校,時(shí)鈞入該校附中。1927年,蘇州工業(yè)??茖W(xué)校并入中央大學(xué),其附中并入蘇州中學(xué)高中部,分文理兩班,時(shí)鈞在理科班。時(shí)鈞也愛好文學(xué),曾被《吳縣日?qǐng)?bào)》聘為業(yè)余編輯。1929年他高中畢業(yè),被保送入東吳大學(xué)。1930年改考清華大學(xué)和中央大學(xué),同時(shí)被兩校錄取,時(shí)鈞選擇了清華大學(xué)化學(xué)系。在清華4年,所學(xué)課程除兩門之外,均為“優(yōu)”或“優(yōu)+”,曾榮獲“裴克”獎(jiǎng)學(xué)金。1934年時(shí)鈞大學(xué)畢業(yè),隨即報(bào)考清華第二屆公費(fèi)留學(xué)生,被錄取。發(fā)榜時(shí)規(guī)定學(xué)習(xí)造紙工程,先在國(guó)內(nèi)實(shí)習(xí)1年,后由導(dǎo)師指定進(jìn)美國(guó)當(dāng)時(shí)唯一設(shè)有造紙專業(yè)的緬因大學(xué)深造。1935年8月赴美,在緬因大學(xué)攻讀兩學(xué)期,于1936年5月獲造紙專業(yè)工學(xué)碩士學(xué)位,隨后赴麻省理工學(xué)院專攻化學(xué)工程。七七事變后,時(shí)鈞婉言謝絕了麻省理工學(xué)院化工系主任懷德曼(Whitman)教授的盛情挽留,于1938年5月回到災(zāi)難深重的祖國(guó)。6月抵達(dá)漢口,經(jīng)清華同學(xué)推薦,在國(guó)民政府軍政部化學(xué)兵隊(duì)任教官。不久,日軍進(jìn)攻武漢,時(shí)鈞由長(zhǎng)沙長(zhǎng)途跋涉,經(jīng)湘西、貴州,于1939年2月到達(dá)重慶,從此開始了他一生的執(zhí)教生涯。年僅27歲的時(shí)鈞,先后受聘在中央工專、中央大學(xué)、重慶大學(xué)、兵工大學(xué)及動(dòng)力油料廠研究生班任教,主講物理化學(xué)、化工計(jì)算、化工原理、工業(yè)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工經(jīng)濟(jì)等多門課程。他才華橫溢、學(xué)識(shí)淵博,授課時(shí),廣征博引、條理分明、深入淺出,深受學(xué)生的敬重和愛戴,被譽(yù)為“娃娃教授”。

抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后,1946年8月時(shí)鈞回到南京,任中央大學(xué)教授、化工系系主任。同時(shí),兼任重慶大學(xué)化工系教授和系主任。1952年,新中國(guó)高等院校調(diào)整,時(shí)鈞任南京工學(xué)院化工系教授、系主任,同時(shí)受命創(chuàng)建我國(guó)第一個(gè)硅酸鹽專業(yè)。他率領(lǐng)化工系全體同志,通力合作,以蘇聯(lián)教學(xué)計(jì)劃為藍(lán)本,大膽實(shí)踐,勇于創(chuàng)新,培養(yǎng)出了我國(guó)水泥專業(yè)的大學(xué)本科畢業(yè)生和研究生,為社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)輸送了大量專業(yè)技術(shù)人才。1956年秋,時(shí)鈞與汪德熙、汪家鼎等教授聯(lián)名上書高教部,建議在化工系設(shè)立化學(xué)工程專業(yè)。1957年初,高教部同意試辦。同年4月底,高教部在北京召集有關(guān)會(huì)議,制訂化學(xué)工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃,時(shí)鈞任組長(zhǎng)。當(dāng)年暑假,天津大學(xué)和華東化工學(xué)院開始招生。“文化大革命”給高等教育造成了巨大創(chuàng)傷。同樣,化學(xué)工程專業(yè)也未能幸免。“文革”后,時(shí)鈞力盡所能挽回“文革”造成的損失,重登講臺(tái),開設(shè)化工原理、化工熱力學(xué)、單元操作選論等課程,有時(shí)不辭辛苦連講4節(jié)課。從1979年起,時(shí)鈞著手重建南京化工學(xué)院化學(xué)工程系,擔(dān)負(fù)起系主任的繁重任務(wù)。在他的主持帶領(lǐng)下,建成化學(xué)工程博士點(diǎn),并建成了具有一定規(guī)模的化學(xué)工程研究所。

時(shí)鈞非常注重科學(xué)研究。早在清華大學(xué)讀書的時(shí)候,便在《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》和《中國(guó)化學(xué)會(huì)雜志》上發(fā)表過有關(guān)探討制備有色煙幕的規(guī)律和有關(guān)有機(jī)定性分析的3篇論文(英文稿)。他在緬因大學(xué)的碩士論文《關(guān)于機(jī)械木漿的篩分和性能的關(guān)系》,由導(dǎo)師分成兩篇論文發(fā)表在美國(guó)造紙專業(yè)雜志上。1957年,由他指導(dǎo)的楊南如做的研究生論文《關(guān)于高鋁水泥原料粒度與燒成溫度的關(guān)系》發(fā)表在《硅酸鹽學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊號(hào)上。在逆境中,時(shí)鈞于1965年做過湍流塔的試驗(yàn);1972年起進(jìn)行膜分離研究,都取得了可喜的成果,但由于當(dāng)時(shí)試驗(yàn)條件的限制,無法深入下去。自1974年起,時(shí)鈞參加了國(guó)產(chǎn)填料(以拉西環(huán)為主)的性能評(píng)定試驗(yàn),曾發(fā)表4篇論文(均未署名)。對(duì)于幾種填料的試驗(yàn)全過程,如試驗(yàn)方案的確定,裝置的設(shè)計(jì)安裝,數(shù)據(jù)的測(cè)定、整理和關(guān)聯(lián),計(jì)算公式的應(yīng)用,以及試驗(yàn)報(bào)告的撰寫等,都是在他親自主持下進(jìn)行的。有關(guān)試驗(yàn)方法的一些內(nèi)容,如試驗(yàn)體系的選擇原則、數(shù)據(jù)的處理及表達(dá)方法等,后來一直被國(guó)內(nèi)有關(guān)方面所引用。1979年后,時(shí)鈞帶領(lǐng)助手們開始了系統(tǒng)的研究工作。研究的內(nèi)容主要包括3個(gè)方面:流體熱力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定、色譜法研究溶液熱力學(xué)和膜分離技術(shù)。

時(shí)鈞認(rèn)為工程科學(xué)迄今仍是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)?;瘜W(xué)工程研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)所用的基礎(chǔ)物性則更需精密的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。自20世紀(jì)80年代初起,他就有計(jì)劃地著手組建一個(gè)熱力學(xué)基礎(chǔ)物性的測(cè)定中心,對(duì)廣泛范圍的相平衡、容積性質(zhì)和過量性質(zhì)進(jìn)行研究,并培養(yǎng)了一批專門人才,在國(guó)內(nèi)外重要期刊上發(fā)表論文30余篇。在流體相平衡方面,高壓下流體的熱力學(xué)性質(zhì)測(cè)定的投資費(fèi)用較高,并且費(fèi)工費(fèi)時(shí),因而迄今有用的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)極為缺乏,影響了這一領(lǐng)域的理論進(jìn)展。鑒于此,時(shí)鈞、王延儒等籌建了精度較高的高壓相平衡裝置,對(duì)含氯氟烴替代物體系和高壓二氧化碳?xì)馓餁怏w系的相平衡,以及多元體系近臨界區(qū)域和混合物臨界軌跡等方面進(jìn)行了廣泛測(cè)定。有些實(shí)測(cè)結(jié)果糾正了前人所測(cè)數(shù)據(jù)的偏差,擴(kuò)充了測(cè)量范圍。時(shí)鈞與合作者還創(chuàng)造了在原有的靜態(tài)法基礎(chǔ)上,結(jié)合Burnett膨脹法成功地建立了在一臺(tái)裝置上同時(shí)測(cè)量高壓流體相平衡組成和平衡相密度的簡(jiǎn)便方法,為快速而有效地獲取高壓下的流體基礎(chǔ)物性提供了新手段。此外,他和助手建立了一套流體壓縮因子的Burnett法精密測(cè)量裝置,用以求取高壓下混合氣體的P-V-T基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)論文在國(guó)外重要期刊上發(fā)表時(shí),美國(guó)熱力研究中心(TRC)的評(píng)閱者認(rèn)為文中所測(cè)的混合物壓縮因子精度“已達(dá)同類裝置的最好水準(zhǔn)”。在建立高壓裝置的同時(shí),時(shí)鈞與合作者還對(duì)常壓下的相平衡,包括汽—液、液—液以及液—固相平衡進(jìn)行了廣泛而實(shí)用的測(cè)量研究。這方面發(fā)表10多篇論文,為C5烴的溶劑萃取、甲乙苯—甲基苯乙烯分離、重要溶劑4-甲基-戊酮的分離提純,以及氯甲烷在偏三甲苯中溶解性能等化工工藝的開發(fā)設(shè)計(jì),提供了必不可少的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)。

溶液的混合熱(過量焓)是一類既具有重要理論意義,又有工程設(shè)計(jì)用途的基礎(chǔ)物性。時(shí)鈞與合作者經(jīng)過多年努力,改進(jìn)并逐步完善了一套精密測(cè)量微量熱效應(yīng)的裝置。這套裝置可用以測(cè)得各種純物質(zhì)或生物物質(zhì)在混合、反應(yīng)或其他物理化學(xué)變化中產(chǎn)生或吸收的微量熱效應(yīng)(可靈敏反映出1焦耳)。在這一領(lǐng)域中,已經(jīng)接連測(cè)量了多種有機(jī)物的二元三元體系混合熱和強(qiáng)電解質(zhì)混合溶劑體系的過量焓、稀釋熱、溶解熱等基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù),并在國(guó)際化學(xué)熱力學(xué)期刊上發(fā)表近10篇論文。

含有有機(jī)物的電解質(zhì)水溶液是一類在工業(yè)實(shí)際過程中經(jīng)常會(huì)遇到的復(fù)雜體系。有關(guān)的相平衡數(shù)據(jù)比較缺乏,且其熱力學(xué)特性目前尚很難用一般電解質(zhì)溶液理論或半經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蛠眍A(yù)測(cè)和推算。時(shí)鈞與合作者利用不同濃度溶液電導(dǎo)率的差異與電導(dǎo)滴定相結(jié)合,以及采用離子選擇性電極的連續(xù)測(cè)定方法,方便而準(zhǔn)確地測(cè)量了多種強(qiáng)電解質(zhì)有機(jī)物水溶液的相平衡組成,并且測(cè)量精度顯著提高。有關(guān)研究在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表,得到眾多專家好評(píng)。

從統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論建立流體狀態(tài)方程的關(guān)鍵,在于包括徑向分布函數(shù)和勢(shì)能函數(shù)乘積的積分難以計(jì)算。國(guó)內(nèi)外學(xué)者一般均采用數(shù)值積分進(jìn)行處理,或?qū)较蚍植己瘮?shù)g(r)做簡(jiǎn)化。時(shí)鈞與合作者則將這一積分作為整體量處理,引用統(tǒng)計(jì)力學(xué)壓縮性方程,通過簡(jiǎn)化勢(shì)能函數(shù)形式而得到這一積分的解析計(jì)算公式,從而能夠直接得到形式簡(jiǎn)單、計(jì)算精度高的狀態(tài)方程,并將這一思想用于流體局部組成研究,將局部組成這一微觀量首次與壓縮系數(shù)這一宏觀量聯(lián)系起來,為局部組成研究提供了新方法。新的局部組成模型已在強(qiáng)非理想體系的汽液平衡計(jì)算中獲得了成功。

溶液熱力學(xué)是化學(xué)熱力學(xué)的重要組成部分,也是化學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)。時(shí)鈞從20世紀(jì)80年代起即根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外最新的研究動(dòng)態(tài)和學(xué)院具有的條件,領(lǐng)導(dǎo)科研人員用僅有的一臺(tái)氣相色譜儀開展色譜法測(cè)定熱力學(xué)性質(zhì)的研究。經(jīng)過10多年的努力,時(shí)鈞和汪紹昆等在這一方向上培養(yǎng)了多名研究生,先后發(fā)表論文20余篇。除用色譜測(cè)定了眾多體系的無限稀釋活度系數(shù)外,他們還改進(jìn)了國(guó)外學(xué)者20世紀(jì)70年代中期提出的r與(dr/dx)x=0預(yù)測(cè)全濃度范圍活度系數(shù)的模型與方法,建立了自己的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,用于預(yù)測(cè)汽液平衡,取得了比國(guó)際上現(xiàn)有的UNIFAC基團(tuán)貢獻(xiàn)法還要好的預(yù)測(cè)精度。他們還利用色譜儀測(cè)定了揮發(fā)性溶質(zhì)在混合不揮發(fā)溶劑中無限稀釋活度系數(shù),在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了Wilson方程的參數(shù)多解,對(duì)稱與多元系汽液平衡的預(yù)測(cè),研究了臺(tái)階脈沖法測(cè)汽液平衡,使色譜法擴(kuò)大用于含極性組分和聚合物組分的多種體系,用于吸附研究,以推算氣固平衡;研究了測(cè)定有加合物生成體系的加合常數(shù),進(jìn)而預(yù)測(cè)這種體系的固液平衡。在測(cè)定無限稀釋活度系數(shù)的基礎(chǔ)上,還對(duì)80年代國(guó)外提出的預(yù)測(cè)無限稀釋活度系數(shù)的修正分離凝聚能密度模型進(jìn)行了改進(jìn),提高了預(yù)測(cè)精度。

在膜分離方面,時(shí)鈞和他的合作者主要做了有關(guān)氣體膜分離的研究,還做了一些滲透汽化過程和液膜分離設(shè)備性能的研究。20世紀(jì)80年代初期,時(shí)鈞和陳鳴德等用改性含氟樹脂膜對(duì)氨、氫、氮液合氣體進(jìn)行滲透分離,為從混合氣體中分離氨提供了一個(gè)新方法,在國(guó)內(nèi)外是一項(xiàng)首創(chuàng)工作。1986年在東京國(guó)際膜及膜過程大會(huì)報(bào)告后,引起了各方注意,至今還被國(guó)外學(xué)者在有關(guān)論文中引用。

1985年后,時(shí)鈞和莊震萬等在氣體膜分離方面做了較為系統(tǒng)的研究工作。用各種不同的國(guó)產(chǎn)膜,組成單膜和雙膜滲透器以及連續(xù)膜塔,以He-N2-CH4,CH4-CO2-N2等混合氣體為對(duì)象進(jìn)行分離試驗(yàn),并從理論上闡述氣體在膜中的溶解與滲透機(jī)理,還探索了各種膜滲透器及其系統(tǒng)的氣體分離計(jì)算方法,從而建立了一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型。這個(gè)新模型對(duì)任意組分?jǐn)?shù)的混合氣體在不同類型的膜滲透器及其系統(tǒng)中的分離計(jì)算都是適用的。此外,他們還建立了氣體在膜中溶解和滲透機(jī)理的通用熱力學(xué)模型,以及存在有增塑化作用時(shí)的滲透機(jī)理模型等。

在液膜分離方面,時(shí)鈞和裘元燾等主要進(jìn)行了油—乳—水體系在多孔轉(zhuǎn)盤塔中的流體力學(xué)性能、液滴直徑分布以及傳質(zhì)效果等的研究,從而探討在液膜分離中采用多孔轉(zhuǎn)盤塔的可能性。

時(shí)鈞執(zhí)教60多年,培養(yǎng)了大批高水平的科技人才,其中兩院院士14名。20世紀(jì)80年代以來,培養(yǎng)了70多名碩士、博士。

時(shí)均曾獲得多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng),首批獲得政府特殊津貼,榮獲化工部“全國(guó)化工有重大貢獻(xiàn)的優(yōu)秀專家”稱號(hào)。1998年,又獲何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng),還主持完成新版《化學(xué)工程手冊(cè)》以及《大百科全書》化工卷的編撰工作。時(shí)鈞是第六、七屆全國(guó)政協(xié)委員,化學(xué)工程一級(jí)教授,南京化工學(xué)院化學(xué)工程系名譽(yù)系主任。同時(shí),他曾兼任國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)化學(xué)學(xué)科評(píng)議組成員、化工組組長(zhǎng),中國(guó)石化總公司技術(shù)經(jīng)濟(jì)顧問委員會(huì)委員,化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,中國(guó)化工學(xué)會(huì)常務(wù)理事,江蘇省化學(xué)化工學(xué)會(huì)理事長(zhǎng),《化工學(xué)報(bào)》副主編,《中國(guó)化學(xué)工程學(xué)報(bào)》(英文)編委會(huì)委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。

主要論著

1Shi Jun,Chen M,Permeability of Ammonia,Hydrogen,Nitrogen and Their Mixtures Trough Fluoropolymer Membranes,Proceedings of the International Congress on Membranes and Membrane Processes,Tokyo,Japan,1987:502.

2Shi Jun,Zhuang Zhenwan,Multiple Membrane Separation System,Proceedings of the International Symposium on Membranes and Membrane Separation ProcessesMain Lecture,Torun,Poland,1989:33.

3陸小華、王延儒、時(shí)鈞,含鹽溶液汽液平衡的預(yù)測(cè)(Ⅰ)Pitzer模型的擴(kuò)展及其在多元體系中的應(yīng)用,化工學(xué)報(bào),1989,40(3):293。

4陸小華、王延儒、時(shí)鈞,含鹽溶液汽液平衡的預(yù)測(cè)(Ⅱ)參數(shù)的物理意義及估算,化工學(xué)報(bào),1989,40(3):301。

5Li Jianmin,Wang Shaokun,Shi Jun,Model of Elution on a Plateau Method,Chromatographic Science,1989,27(10):596.

6Li Jianmin,Wang Shaokun,Shi Jun,F(xiàn)lexibility,Multiplicity and Symmetry of Wilson Parameters and Vapor-Liquid-Equilibrium in Multi-Component Systems,Chemical Engineering Science,1990,45(1):199.

7Feng X,Wang SK,Shi Jun,Measurement of the Adduction Constant by Gas-Liquid Chromatography,Chromatographia1990,30(3/4):211.

8Zhuang Zhenwan,Shi Jun,General Mathematical Models of Membrane Permeation,Proceedings of the 1990 International Congress on Membranes and Membrane Processes Chicago,USA1990,Vol-Ⅱ:1361.

9Xu Nanping,Yao Jianmin,Wang Yanru,Shi Jun,Vapor Liquid Equilibria of Five Binary Systems Containing R-22,Fluid Phase Equilibria,1991,69:261~270.

10.時(shí)鈞、徐南平,無機(jī)膜與無機(jī)膜催化反應(yīng),化學(xué)進(jìn)展,1995,3。

11.徐南平、時(shí)鈞,無機(jī)膜的發(fā)展現(xiàn)狀與啟示,化工學(xué)報(bào),1998,49:58-63。

12.呂效平、王延儒、時(shí)鈞,固體顆粒對(duì)強(qiáng)化傳遞性后的多相氣升式反應(yīng)器流體力學(xué)影響,南京化工大學(xué)學(xué)報(bào),1999,21(6)。

13.廖傳華、徐南平、時(shí)鈞,面向過程的鉦鈦礦型致密膜透氧裝置,石油化工設(shè)備,2003,32(02)。

14.蒼強(qiáng)、徐南平、時(shí)鈞,鋁硅酸溶液中NaA型沸石分子篩膜合成規(guī)律的研究,硅酸鹽通報(bào),2002,21(1)。

15.廖傳華、徐南平、時(shí)鈞,鈣鈦礦型致密膜高溫透氧過程的工藝模擬,石油與天然氣化工,2003,2。