吴浩青

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吴浩青,物理化学家、化学教育家,民盟成员。

吴浩青从事大学化学教学和电化学基础与应用研究已50余年,为我国培育了大批人才。他是中国电化学研究的开拓者之一。曾对电池内阻测量方法做过重要改进,被誉为“锂电子电池之父”。

2010年7月18日上午,吴老以97岁高龄离开人世,化学系师生闻讯,连夜折了2000只千纸鹤,悬挂在化学西楼前,以表悼念之情。

  

人物简介

  吴浩青,物理化学家、化学教育家。从事大学化学教学和电化学基础与应用研究已50余年,为我国培育了大批人才。他是中国电化学研究的开拓者之一,50年代和60年代初,系统研究了锑的电化学性质,确定了锑的零电荷电势为0.19士0.02伏,得到世界公认。60年代后期和70年代,完成了多项国家急需的科研项目,已在工业生产和国防建设中得到应用。80年代,对锂固体电解质、高能电源锂电池及其放电机理作了深入研究。

人物履历

吴浩青,1914年4月22日出生于江苏省宜兴县。

1931年考入浙江大学化学系。

1935年毕业,获理学学士学位。

1935—1949年,他先后在浙江大学化学系、太仓师范、湖南蓝田师范学院理化系和上海沪江大学化学系任助教、讲师和副教授,主讲有机化学、无机化学、物理化学,并进行科学研究。

1944年在《美国化学学会会志》上发表论文《芳香氨基醛及酮的合成》,显露了他在教学和科研方面的才华。

1952年,我国高等院校院系调整后,吴浩青任复旦大学化学系副教授。他目睹祖国蒸蒸日上,人民安居乐业,教育事业和科学事业受到党和国家的高度重视,感到为国为民贡献自己才学的时机到了。他对工作认真负责,不断探索,改进教学方法,反复推敲物理化学中的每个概念,把抽象的概念讲得生动活泼,透彻易懂。他主张理科学生既要有雄厚的基础理论知识,又必须有扎实的科学实验能力。因此,他十分强调培养学生的实验能力,高度重视实验室建设。

1957年,他筹建了研究双电层结构、电极表面性质的实验室,建立了测量双电层电容、表面吸附、交流阻抗的方法和实验系统。这是我国高等院校第一个电化学实验室,成为我国电化学研究和培养人才的重要基地。同年12月,吴浩青加入中国共产党。

1961年任复旦大学化学系教授,兼系主任,推动了复旦大学化学系的发展。他自觉地运用唯物辩证法指导自己的教学和科研工作,他有着强烈的责任感和事业心,急国家所急,想国家所想,于1957年系统地研究了锑的电化学性质。

1965年,建立起用方波测量电池内阻的方法。

1977年,对桥臂在10KΩ的交流电桥提高测量低电导电解液的灵敏度又做了改进,为测量凝胶电解质电池的内阻、测量离子交换膜的电阻和有机溶剂和无机电解质溶液的电导率提供了有效的实验方法和手段。

1978年,吴浩青去英国参加国际光化学会议时,了解到英国的统计热力学教材已有较大更新,回国后遂为研究生开设了统计热力学课程。

1981年,吴浩青当选为中国科学院化学部学部委员。

1981年任博士研究生导师。

1988年任中国科学院长春应用化学研究所电分析化学开放研究室第一届学术委员会主任委员。

1989年任厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室学术委员会委员和第五届国际锂电池科学顾问委员会委员,他还兼任中国化学会理事,同时是国际电化学会会员。

1990年 当选为第二十三届理事会理事。

1990年 任第二届亚洲固态离子学会顾问委员会委员。

2010年7月18日上午8:58在华东医院逝世,享年97岁。

人物著作

在国内外学术刊物发表论文50余篇,代表性著作有:(近5年内)    

1. Effects of doped copper on electrochemical performance of the raw carbon nanotubes anode Zhanhong Yang,*, Zaifeng Lib, Haoqing Wuc, Benoit Simarda,Mater.Lett,2003,57,3160-3166   

2. Electrochemical intercalation of lithium into raw carbon nanotubes, Zhan-hong Yang, Hao-qing Wu Mater.Chem.Phys,2001,71,7-11   

3. Electrochemical intercalation of lithium into fullerene soot, Zhan-hong Yang, Hao-qing Wu, Mater.Lett,2001,50,108-114   

4. Electrochemical studies of substituted spinel LiAlyMn2?yO4?zFz for lithium secondary batteries, Wu Xiaomei,, Zong Xiangfua, Yang Qinghea, Jin Zhongkaoa, Wu Haoqing, J.Fluor. Chem.2001,107,39-44   

5. The electrochemicall impedance measurements of carbon nanotubes  

Zhan-hong Yang, Hao-qing Wu, Chem.Phys Lett,2001,343,235-240   

6. 嵌入电极反应循环伏安曲线的理论研究,吴浩青,李永舫 2001化学学报 Vo1.59. 871-876   

7.《电化学动力学》 北京中国高等教育出版社,德国施普林格出版社出版, 1998.      

研究领域

目前的主要研究领域:嵌入(插入,intercalation)电极反应动力学;固体电解质;固态锂离子电池;纳米材料在储能材料中的应用;微型电池及其材料制备,现与本课题组的吴宇平教授一起,共同招收、培养硕士研究生、博士研究生和博士后。

科研成果

  1.系统研究了锑的电化学行为,确定了锑的零电荷电势,促进了我国丰产元素锑的开发利用。锑是我国四大丰产元素之一,但我国对锑的开发利用工作比较薄弱。1957年,吴浩青选定这一对我国国民经济发展直 接有关的课题,对元素锑的电化学性质开展了系统的研究。如锑的零电荷电势,苏联学者Б.H.波卡巴诺夫(кабанов)1951年报道为0.0伏;Б.H.瓦塞宁(Васенцн)1953年报道为0.77伏;E.A.乌克舍(Укше)1955年报道为0.38伏,数据很不一致,这种情况一直延续到60年代。吴浩青和他的合作者根据锑电极对有机中性分子的吸附特征,从微分电容—电势曲线,确定了锑的零电荷电势为0.19±0.02伏。这一结果于1963年发表在《化学学报》上,得到世界上的公认,并载入国外电化学专著。

  2.完成了多项国家急需的科研项目,已在工业生产和国防建设中应用。有一项已获得国家发明专利。吴浩青坚持为国民经济和国防建设服务的方向,凡是国家急需的科研项目,他毫无保留,全力以赴。

  1965年,上海长宁蓄电池厂研制储备电池,委托吴浩青研究氟硅酸的电导率与百分浓度的关系。当时有人认为这是无名无利的课题,吴浩青不顾工作繁忙,毫不犹豫地承担下来,亲自动手,夜以继日,在短时间内就完成了这一课题,为储备电池的生产提供了数据。现在生产上采用的仍是他当年提供的最高电导率的浓度。

  1976年,在国家“768”工程——数字地倾仪的研制项目中,吴浩青承担了传感器电解液的研制任务。当时,正值“文化大革命”,有关资料国外又对我国封锁保密,工作条件十分困难。吴浩青运用他多年电化学研究的丰富经验和深厚的基础理论知识,经过两年多的研究,出色地完成了数字地倾仪中导电液的研制任务。该倾斜仪在上海能测得固体潮和墨西哥、菲律宾等地发生的地震波,获得1983年上海市优秀新产品奖。

  1978—1980年,吴浩青又完成了飞行平台上用的电导液的研究,满足了使用单位的要求。这一成果获得1980年国防科委科技成果奖。

  3.1980年后,吴浩青已进入古稀之年,但他老当益壮,坚持从事锂固体电解质、高能电源锂电池及其放电机理的研究,首次提出了高能电源锂电池的嵌入反应机理,受到国内外电化学界的关注。

  锂/氧化铜电池虽已生产多年,但其阴极反应机理并未完全清楚。R.贝茨(Bates)和Y.朱梅尔(Jumel)于1983年著文,认为Li/CuO电池放电,阴极进行着CuO的还原反应,金属锂为还原剂被氧化成Li2O(Li2O2),而CuO则作为氧化剂被还原为低价铜(Cu+1或Cu)。吴浩青及其合作者用X射线衍射分析、电子自旋共振、X射线光电子能谱等近代物理方法和循环伏安法等电化学方法广泛研究了该电池的反应机理,否定了前人的观点,确认阴极反应是锂在氧化铜中的嵌入反应(IntercalationReaction),在一定嵌入度后Cu—O键断裂而析出金属铜。这一与前人完全不同的观点在1984年发表后,受到国内外同行的重视。1985年、1986年,捷克科学院海洛夫斯基(Heyrovsky)物理化学和电化学研究所的P.诺瓦克(Novak)曾在国际电化学学会会志上,连续发表了两篇论文,进一步验证了嵌入反应机理的正确性。

  同年,吴浩青在第十四届国际能源会议论文集《P0werSaurces10》上发表了《锂-聚乙炔电池中的电化学嵌入反应》的论文,首次提出了锂在共轭双键高聚物中的嵌入反应机理。再次在这个问题上做出了创造性贡献。“锂电池嵌入反应机理”这一成果,获得国家教委科学技术进步奖二等奖。

  现在,吴浩青宝刀未老,仍坚持亲自动手进行科学实验,带领他的一批学生们对固态离子学、嵌入反应进行深入的研究;值得提到的是,吴浩青近年来在嵌入反应的研究中又获得新的进展,开发出新的功能材料,已用于全固态锂二次电池的研制,并投入小批量生产。

主要论著

  1 吴浩青.钢样在磷酸钠溶液中氯离子存在的极化曲线与腐蚀曲线.化工学报,1957(1):1.

  2 吴浩青.锑电极的电容及其表面性质.上海市科学技术论文选集(数学、化学),1960,I:189—194 .

  3 吴浩青.锑的零电荷电势.化学学报,1962(29):96.

  4 吴浩青,邓景发.阴离子对镉电沉积的极化影响.复旦大学学报,1962(7):79—85.

  5 吴浩青,邓景发.镉电沉积的极化性质及其阴离子效应.复旦大学学报,1963(8):89—95.

  6 吴浩青.锑在阴极极化过程的电位跃.复旦大学学报,1963(8):435.

  7 吴浩青.溶液理论与电化学.1949—1959十年来的中国科学(化学),北京:科学出版社,1963.203—240.

  8 吴浩青.锑在酸、碱溶液中的阳极氧化.化学学报,1965(31).

  9 吴浩青.锂—氧化铅电池代替手表中的锌—氧化银电池.第十五届全国化学与物理电源会议论文集,1981.

  10 吴浩青.在Li-TiO2中的嵌入反应.化学学报,1982(40):201—210.

  11 吴浩青.锂在嵌合物LixTiO2中的扩散行为.化学学报,1982,40:969—976.

  12 吴浩青,丘云.以共轭双键高分子化合物聚苯为电极的锂电池.复旦大学科研报告,1982.

  13 吴浩青.n-GaAs1-xPx的光电化学行为.高等学校化学学报,1982(3):381.

  14 吴浩青.物理化学的前沿.自然杂志,1983(6):182.

  15 吴浩青,胡震东.锂—氧化铁电极的穆斯堡尔谱研究.复旦大学科研报告,1985:10—19;第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(1):1—14.

  16 李永舫,王博义,吴浩青.锂在非层状硫化物(PbS,SnS)中的嵌入反应.第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(2):2—12.

  17 吴浩青.Li/SnO2电池的电子能谱研究.第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(2):2—15.

  18 吴浩青.Li/CuS电池——阴极行为的研究.第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(2):2—14;化学学报,1986(44):794.

  19 吴浩青.Li在Li/(CH)x电池中的嵌入反应:Ⅲ.锂在(CH)x中的扩散.第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(1):1—13.

  20 吴浩青.Li在Li/(CH)x电池中的嵌入反应:Ⅱ.量子化学计算.第三届全国电化学专业会议论文摘要汇编,1984(1):1—12.

  21 吴浩青.电化学嵌入反应的研究的一部分.复旦大学科研报告,1985.

  22 吴浩青.锂在非层状化合物SnO2中的电化学嵌入反应.复旦大学科研报告,1985.

  23 李永舫,吴浩青.锂在非层状结构硫化物中嵌入过程的交流阻抗研究.上海市化学化工学会年会论文摘要汇编,1985.

  24 吴浩青.锂在共轭双键高分子中的电化学嵌入反应:Ⅱ.在聚苯胺中的嵌入过程.上海市化学化工学会年会论文摘要汇编,1985.

  25 吴浩青.锂—氧化铜电池及其放电机理.化学学报,1986(42):220—226.

  26 吴浩青.锂—陶瓷新型电池的放电行为.复旦大学科研报告.1986.

  27 吴浩青.锂在共轭双键高分子中的电化学嵌入反应:I.锂在聚吡咯中嵌入过程的电子能谱研究.化学学报,1987(45):631—635.

  28 吴浩青.电化学嵌入反应循环伏安曲线的理论研究.复旦大学科研报告.1987.

  29 吴浩青.关于锂—氧化铜电池的放电机理(评述性的).电源技术,1987.

  30 吴浩青.一种新的快离子导体.应用化学学报,1988(5):72.

  31 吴浩青.电化学嵌入反应电荷传递动力学的理论处理.复旦大学科研报告,1989.

  32 吴浩青,严德官.锂在共轭双键高分子中的电化学嵌入反应:Ⅱ.锂在聚吡咯中嵌入反应的量子化学研究.化学学报,1993,51.

  33 吴浩青,李永舫.电化学动力学.北京:高等教育出版社.

逝世信息

  上世纪80年代,手机开始出现在人们的视野中,然而鲜有人知道,手机使用的锂电池的理论基础,是复旦大学化学系教授吴浩青院士的 “嵌入反应机理”。

  7月18日上午,吴老以97岁高龄离开人世,化学系师生闻讯,连夜折了2000只千纸鹤,悬挂在化学西楼前,以表悼念之情。

  吴浩青1914年出生于江苏宜兴,1935年毕业于浙江大学化学系,曾在浙江大学、湖南蓝田师范学院等校担任教职,1952年进入复旦大学任教,1957年,在复旦大学成立了中国第一个电化学实验室。1980年,当选为中国科学院院士(时称中国科学院化学部学部委员)。他从事科学研究75个年头,研究成果一直为国民经济和国防建设服务;他育人不倦,把实验室当做“第二个家”;学生用二十个字来评价他:优雅的风格、温和的性格、严谨的学风、淡泊的境界。

  把国家的需求当作个人的愿望

  吴老的弟子、复旦大学教授吴宇平记得,吴老曾告诫他,一定要学会两条腿走路,一个是科学研究,另一个是产业技术开发,应该做一些实实在在的东西推动国家经济社会的发展。

  作为国内电化学领域的开拓者之一,吴浩青说,要“把国家的需求当作个人的愿望”。

  锑是我国四大丰产元素之一。而在上世纪50至60年代,我国已开发出大量锑矿,却还未找到很好地开发利用的办法。为此,吴浩青系统研究了锑的电化学行为,确定了锑的零电荷电势,促进了对锑的开发利用,解决了当时国家经济建设所急需的问题。

  60年代,上海长宁蓄电池厂开展储备电池生产,请他研究氟硅酸的电导率与百分浓度之间的关系。当时,这是个“无名无利的课题”,但他毫不犹豫地承担下来,并完成了任务。至今,在生产中仍使用着他当年提供的数据。

  现在的海军装备,使用“海水电池”做航海标志灯,以海水为电解液,使标志灯放入海水中就能发光。这也得益于70年代初,吴老完成的海水电池的设计与性能测试的研究。

  80年代以来,锂电池虽已生产多年,但一直不能确定其阴极反应机理。1984年,吴浩青提出锂电池的“嵌入反应机理”,得到学界公认。之后,吴老又开始着手研究锂电池家族的新成员——更安全、更微型、成本更低的锂离子电池,90多岁高龄仍亲自动手进行科学实验,并于近年开发出新的功能材料,用于全固态锂二次电池的研制,已投入小批量生产。

  立志要做一个大学教授

  吴浩青家境贫寒,在浙大读书时,靠半工半读和他人资助维持生计。毕业时,系主任周厚复先生给他推荐了三个工作:去防空学校做化学教官,去扬州中学做教师,留在浙大做助教。助教的工资比前两个少了一半,且5年内如不升讲师,就要主动辞职。但吴老回忆说,“当时,钱对于我来说是多么的需要!但毕竟非我孜孜以求的初衷。虽然三个工作都能传授我所学知识,但前两个只能完成我一半愿望,缺少继续研究的条件,而助教工作可满足我毕生的抱负,做一个大学教授。”他选择了留校,并在第四年成功升为讲师。

  抗战爆发后,浙大先后西迁至江西、广西。当时吴浩青在外代课,得知浙大已搬迁至井冈山脚下的上田新村后,他独自乘小货轮到浙江,跋涉十几天到达江西;在广西,先是在乡间食堂上课,后校舍被日军炸毁,又搬入市场和寺庙。艰苦的年月,他一直坚持教书育人的职责。

  吴老家中的会客室墙上,挂着一幅胡铁生的贺匾:“成果浩海上,育苗青天下”。正如匾文所述,逾70年来,他从未离开过三尺讲台,培养了近五十名研究生,其中有3位中科院院士。

  与学生相伴,以实验为乐

  吴老在复旦执教半个多世纪,其学术作风也成为复旦化学系的传统之一。他主张理科学生既要有雄厚的基础理论知识,又必须有扎实的科学实验能力。

  为了给学生们提供实验基地,1957年,吴浩青筹建了我国高校第一个电化学实验室。他的弟子、中科院院士江明记得吴老的一句话:“化学家和实验的关系,就是鱼和水的关系”。年逾古稀时,吴老还把实验室当卧室,带领学生夜以继日工作。

  吴老的课,一直被评价为生动活泼,深入浅出,但他也对学生要求严格。有件广为流传的故事,是他曾给学生评出59.8分的试卷,非要让他补考。他说,“几十年来我对学生一直严格要求,因为只有这样才是真正关爱学生,才能让他们成才。”他还致力于传授给学生更前沿的知识。1978年,去英国参加国际光化学会议时,了解到英国的统计热力学教材已有较大更新,回国后,即为研究生开设了统计热力学课程。

  2008年4月22日,吴老95岁寿辰之时,他捐献积蓄,在复旦大学化学系设立了“吴浩青奖学金”,勉励化学系的青年学子发奋学习,勤于钻研,勇于创新,报效祖国。

  除了对自己的学生,吴老亦不吝传授知识,推动科普。曾有一名刚开始学化学的普通初中生来信,吴老悉心回信,并给了她很多建议。

  他还参与了新世纪儿童版《十万个为什么》的编写,力求字字精审。一次写到“冲奶粉”,特别强调奶粉是“分散”,而非“溶解”在水中。他说,“面向孩子的科普,那是启蒙教育,有一点点的不精确,以后再想纠正就难了!”

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