時鈞(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)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1951年加入九三學(xué)社。
時鈞出生于江蘇省常熟縣莫城鎮(zhèn)一個讀書人家。父親應(yīng)試未中,寄希望于子女,要求子女認真讀書,成為有學(xué)識的人。1917年,時鈞入本鄉(xiāng)小學(xué)讀書,1924年小學(xué)畢業(yè),跳級考進孝友中學(xué)初中二年級。1926年,時鈞初中畢業(yè)后隨大哥去蘇州讀高中,大哥在蘇州工業(yè)專科學(xué)校,時鈞入該校附中。1927年,蘇州工業(yè)專科學(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,時鈞在理科班。時鈞也愛好文學(xué),曾被《吳縣日報》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),同時被兩校錄取,時鈞選擇了清華大學(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”獎學(xué)金。1934年時鈞大學(xué)畢業(yè),隨即報考清華第二屆公費留學(xué)生,被錄取。發(fā)榜時規(guī)定學(xué)習(xí)造紙工程,先在國內(nèi)實習(xí)1年,后由導(dǎo)師指定進美國當(dāng)時唯一設(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。6月抵達漢口,經(jīng)清華同學(xué)推薦,在國民政府軍政部化學(xué)兵隊任教官。不久,日軍進攻武漢,時鈞由長沙長途跋涉,經(jīng)湘西、貴州,于1939年2月到達重慶,從此開始了他一生的執(zhí)教生涯。年僅27歲的時鈞,先后受聘在中央工專、中央大學(xué)、重慶大學(xué)、兵工大學(xué)及動力油料廠研究生班任教,主講物理化學(xué)、化工計算、化工原理、工業(yè)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工經(jīng)濟等多門課程。他才華橫溢、學(xué)識淵博,授課時,廣征博引、條理分明、深入淺出,深受學(xué)生的敬重和愛戴,被譽為“娃娃教授”。
抗日戰(zhàn)爭勝利后,1946年8月時鈞回到南京,任中央大學(xué)教授、化工系系主任。同時,兼任重慶大學(xué)化工系教授和系主任。1952年,新中國高等院校調(diào)整,時鈞任南京工學(xué)院化工系教授、系主任,同時受命創(chuàng)建我國第一個硅酸鹽專業(yè)。他率領(lǐng)化工系全體同志,通力合作,以蘇聯(lián)教學(xué)計劃為藍本,大膽實踐,勇于創(chuàng)新,培養(yǎng)出了我國水泥專業(yè)的大學(xué)本科畢業(yè)生和研究生,為社會主義建設(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)會議,制訂化學(xué)工程專業(yè)教學(xué)計劃,時鈞任組長。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,時鈞力盡所能挽回“文革”造成的損失,重登講臺,開設(shè)化工原理、化工熱力學(xué)、單元操作選論等課程,有時不辭辛苦連講4節(jié)課。從1979年起,時鈞著手重建南京化工學(xué)院化學(xué)工程系,擔(dān)負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,并建成了具有一定規(guī)模的化學(xué)工程研究所。
時鈞非常注重科學(xué)研究。早在清華大學(xué)讀書的時候,便在《清華大學(xué)學(xué)報》和《中國化學(xué)會雜志》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》創(chuàng)刊號上。在逆境中,時鈞于1965年做過湍流塔的試驗;1972年起進行膜分離研究,都取得了可喜的成果,但由于當(dāng)時試驗條件的限制,無法深入下去。自1974年起,時鈞參加了國產(chǎn)填料(以拉西環(huán)為主)的性能評定試驗,曾發(fā)表4篇論文(均未署名)。對于幾種填料的試驗全過程,如試驗方案的確定,裝置的設(shè)計安裝,數(shù)據(jù)的測定、整理和關(guān)聯(lián),計算公式的應(yīng)用,以及試驗報告的撰寫等,都是在他親自主持下進行的。有關(guān)試驗方法的一些內(nèi)容,如試驗體系的選擇原則、數(shù)據(jù)的處理及表達方法等,后來一直被國內(nèi)有關(guān)方面所引用。1979年后,時鈞帶領(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個方面:流體熱力學(xué)性質(zhì)的實驗測定、色譜法研究溶液熱力學(xué)和膜分離技術(shù)。
時鈞認為工程科學(xué)迄今仍是一門實驗科學(xué)?;瘜W(xué)工程研究、設(shè)計和開發(fā)所用的基礎(chǔ)物性則更需精密的實驗測量。自20世紀80年代初起,他就有計劃地著手組建一個熱力學(xué)基礎(chǔ)物性的測定中心,對廣泛范圍的相平衡、容積性質(zhì)和過量性質(zhì)進行研究,并培養(yǎng)了一批專門人才,在國內(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)測定的投資費用較高,并且費工費時,因而迄今有用的實測數(shù)據(jù)極為缺乏,影響了這一領(lǐng)域的理論進展。鑒于此,時鈞、王延儒等籌建了精度較高的高壓相平衡裝置,對含氯氟烴替代物體系和高壓二氧化碳氣田氣體系的相平衡,以及多元體系近臨界區(qū)域和混合物臨界軌跡等方面進行了廣泛測定。有些實測結(jié)果糾正了前人所測數(shù)據(jù)的偏差,擴充了測量范圍。時鈞與合作者還創(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裝置上同時測量高壓流體相平衡組成和平衡相密度的簡便方法,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)論文在國外重要期刊上發(fā)表時,美國熱力研究中心(TRC)的評閱者認為文中所測的混合物壓縮因子精度“已達同類裝置的最好水準”。在建立高壓裝置的同時,時鈞與合作者還對常壓下的相平衡,包括汽—液、液—液以及液—固相平衡進行了廣泛而實用的測量研究。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,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)計用途的基礎(chǔ)物性。時鈞與合作者經(jīng)過多年努力,改進并逐步完善了一套精密測量微量熱效應(yīng)的裝置。這套裝置可用以測得各種純物質(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)接連測量了多種有機物的二元三元體系混合熱和強電解質(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),并在國際化學(xué)熱力學(xué)期刊上發(fā)表近10篇論文。
含有有機物的電解質(zhì)水溶液是一類在工業(yè)實際過程中經(jīng)常會遇到的復(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?zāi)P蛠眍A(yù)測和推算。時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)測定方法,方便而準確地測量了多種強電解質(zhì)有機物水溶液的相平衡組成,并且測量精度顯著提高。有關(guān)研究在國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表,得到眾多專家好評。
從統(tǒng)計力學(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)和勢能函數(shù)乘積的積分難以計算。國內(nèi)外學(xué)者一般均采用數(shù)值積分進行處理,或?qū)较蚍植己瘮?shù)g(r)做簡化。時鈞與合作者則將這一積分作為整體量處理,引用統(tǒng)計力學(xué)壓縮性方程,通過簡化勢能函數(shù)形式而得到這一積分的解析計算公式,從而能夠直接得到形式簡單、計算精度高的狀態(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非理想體系的汽液平衡計算中獲得了成功。
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)。時鈞從20世紀80年代起即根據(jù)當(dāng)時國內(nèi)外最新的研究動態(tài)和學(xué)院具有的條件,領(lǐng)導(dǎo)科研人員用僅有的一臺氣相色譜儀開展色譜法測定熱力學(xué)性質(zhì)的研究。經(jīng)過10多年的努力,時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。除用色譜測定了眾多體系的無限稀釋活度系數(shù)外,他們還改進了國外學(xué)者20世紀70年代中期提出的r與(dr/dx)x=0預(yù)測全濃度范圍活度系數(shù)的模型與方法,建立了自己的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式,用于預(yù)測汽液平衡,取得了比國際上現(xiàn)有的UNIFAC基團貢獻法還要好的預(yù)測精度。他們還利用色譜儀測定了揮發(fā)性溶質(zhì)在混合不揮發(fā)溶劑中無限稀釋活度系數(shù),在實驗基礎(chǔ)上研究了Wilson方程的參數(shù)多解,對稱與多元系汽液平衡的預(yù)測,研究了臺階脈沖法測汽液平衡,使色譜法擴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;研究了測定有加合物生成體系的加合常數(shù),進而預(yù)測這種體系的固液平衡。在測定無限稀釋活度系數(shù)的基礎(chǔ)上,還對80年代國外提出的預(yù)測無限稀釋活度系數(shù)的修正分離凝聚能密度模型進行了改進,提高了預(yù)測精度。
在膜分離方面,時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80年代初期,時鈞和陳鳴德等用改性含氟樹脂膜對氨、氫、氮液合氣體進行滲透分離,為從混合氣體中分離氨提供了一個新方法,在國內(nèi)外是一項首創(chuàng)工作。1986年在東京國際膜及膜過程大會報告后,引起了各方注意,至今還被國外學(xué)者在有關(guān)論文中引用。
1985年后,時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等混合氣體為對象進行分離試驗,并從理論上闡述氣體在膜中的溶解與滲透機理,還探索了各種膜滲透器及其系統(tǒng)的氣體分離計算方法,從而建立了一個新的數(shù)學(xué)模型。這個新模型對任意組分數(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理的通用熱力學(xué)模型,以及存在有增塑化作用時的滲透機理模型等。
在液膜分離方面,時鈞和裘元燾等主要進行了油—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80年代以來,培養(yǎng)了70多名碩士、博士。
時均曾獲得多項國家和省部級科技進步獎,首批獲得政府特殊津貼,榮獲化工部“全國化工有重大貢獻的優(yōu)秀專家”稱號。1998年,又獲何梁何利科技進步獎,還主持完成新版《化學(xué)工程手冊》以及《大百科全書》化工卷的編撰工作。時鈞是第六、七屆全國政協(xié)委員,化學(xué)工程一級教授,南京化工學(xué)院化學(xué)工程系名譽系主任。同時,他曾兼任國家自然科學(xué)基金委員會化學(xué)學(xué)科評議組成員、化工組組長,中國石化總公司技術(shù)經(jīng)濟顧問委員會委員,化學(xué)工程國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任,煤轉(zhuǎn)化國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員,中國化工學(xué)會常務(wù)理事,江蘇省化學(xué)化工學(xué)會理事長,《化工學(xué)報》副主編,《中國化學(xué)工程學(xué)報》(英文)編委會委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。
主要論著
1Shi 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.
2Shi Jun,Zhuang Zhenwan,Multiple Membrane Separation System,Proceedings of the International Symposium on Membranes and Membrane Separation ProcessesMain Lecture,Torun,Poland,1989:33.
3陸小華、王延儒、時鈞,含鹽溶液汽液平衡的預(yù)測(Ⅰ)Pitzer模型的擴展及其在多元體系中的應(yīng)用,化工學(xué)報,1989,40(3):293。
4陸小華、王延儒、時鈞,含鹽溶液汽液平衡的預(yù)測(Ⅱ)參數(shù)的物理意義及估算,化工學(xué)報,1989,40(3):301。
5Li Jianmin,Wang Shaokun,Shi Jun,Model of Elution on a Plateau Method,Chromatographic Science,1989,27(10):596.
6Li 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.
7Feng X,Wang SK,Shi Jun,Measurement of the Adduction Constant by Gas-Liquid Chromatography,Chromatographia1990,30(3/4):211.
8Zhuang Zhenwan,Shi Jun,General Mathematical Models of Membrane Permeation,Proceedings of the 1990 International Congress on Membranes and Membrane Processes Chicago,USA1990,Vol-Ⅱ:1361.
9Xu 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.時鈞、徐南平,無機膜與無機膜催化反應(yīng),化學(xué)進展,1995,3。
11.徐南平、時鈞,無機膜的發(fā)展現(xiàn)狀與啟示,化工學(xué)報,1998,49:58-63。
12.呂效平、王延儒、時鈞,固體顆粒對強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,1999,21(6)。
13.廖傳華、徐南平、時鈞,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、徐南平、時鈞,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,2002,21(1)。
15.廖傳華、徐南平、時鈞,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。