中国现代化学的起步

　自1840年到1900年间，中国的近代化学跨出了历史性的一步，这一步是由中国学者徐寿、徐建寅父子为代表的仁人志士们跨出的论文联盟http://。他们首先系统译出西方近代化学名著，制定化学元素汉译名原则，促成了我国近代化学的系统化；同时，引进分析化学技术手段及其配套的化学仪器设备，促进了用科学实验的方法研究物质的化学变化，初步奠定了近代化学科学发展的实验基础。其次，格致书院及《格致汇编》的创办为培养科技人才和普及化学、物理等科技知识作了有益的探索与尝试。值得提及的还有徐寿父子最早（1874年）在江南制造局药水厂仿造铅室法制硫酸获得成功，开了近代化学工业和民族工业的先河。总之，这历史性的一步，实现了我国由经验化学转变到近代实验化学的跨越，同时使得我国近代化学（尽管是引进的）一开始就与世界近代化学相接轨。
　　诚然，这一步的意义是重大的，但是离开中国化学与世界化学的全面接轨和近代化学以至现代化学在中国的“本土化”，那还有很长的路要走。以后的历史轨迹表明，中国近现代化学要赶上世界潮流，不能止步于“引进来”，而且更要“走出去”，只有把两者结合起来，中国的化学才能真正融合进世界的化学潮流。从1900到1950年期间，有志于中国科学发展的先辈们一批又一批地走出国门留学，他们中的不少精英学成归国后，为复兴中华科技事业作出了自己不懈的努力。其中富有代表性的人物之一是中国工业化学家、侯氏制碱法创始人侯德榜。wWW.11665.CoM
　　 1 中国工业化学家侯德榜的历史性贡献
　　侯德榜（1890-1974）原名启荣，字致本，于1890年出生于福建省闽侯县坡尾村的一个农民家庭。年少气盛的侯德榜发奋求读，1907年，以优异的成绩毕业于福州英华书院，1909年，毕业于沪皖两省路矿学堂。踏上社会后，曾在津浦铁路充当练习生。1910年，考取清华留美预备学堂，1913年，23岁的侯德榜以特别优秀的成绩完成了预科学业并以公费生资格派往美国留学。
　　青少年时代的侯德榜正遇上中国近代科技史上的重大变革时期，当时发生3项标志中国真正开始起步迈向现代科学的事件：
　　（1）1898年，京师大学堂（北京大学的前身）的成立，并于1904年派出第一批留学生分赴西欧各国（共16人）和日本（共30人）；
　　（2）1905年，沿袭千年的科举制度被废止；
　　（3）1896年到1898年间开始大批派遣学生东渡日本留学。到1907年约有1万名左右中国学生在日本留学。
　　几年后，留学浪潮蔓延到美国和欧洲。这些早期的留学生，在出国前没有多少机会接触现代科学，到了外国后，绝大多数没有攻读较高的学位。但是，正是这批学生才真正身体力行地开展了引进现代科学的工作，他们全面引进近代科学，并开始步入现代科学领域。他们回国后，很多做了教师，而这些教师的学生们就有机会在出国前接触到一些近现代的科学知识。轮到这些学生们有机会去外国留学时，他们便有能力学习前沿的科学，取得硕士或博士的学位。他们中的代表人物之一侯德榜，就是以此为契机步入了现代科学的殿堂。
　　侯德榜在8年留学美国期间，先后在麻省理工学院、柏拉图学院和哥伦比亚大学研究院学习或研究。当他到麻省理工学院求学时，放弃了原来学习的铁路工程专业而转入化学工程，决心献身于这门当时正处于方兴未艾的新科学，以便迎头赶上化工技术发展的新潮流。1916年，侯德榜获麻省理工学院化学工程学学士学位，1918年，获柏拉图学院制革化学师文凭，1919年，获哥伦比亚大学硕士学位，1921年，获该校哲学博士学位。侯德榜8年的留学生涯，可以用“勤奋刻苦、孜孜不倦”来加以概括，它使得侯德榜在化学工程、工艺设计以及机械、电机、建筑工程等领域都成绩斐然、造诣深厚。这为他后来成为一名杰出的化学工程师和作出一系列重要的化学科学创新打下了坚实的基础。
　　1.1 近代无机化工技术的新潮流
　　侯德榜学成归国之际，正是近代化学工业兴起之时，他面临的将是人生奋斗目标的选择。从18世纪末到19世纪，以生产“三酸两碱”为基础的近代无机化学工业和以生产染料为先导的近代有机化学工业蓬勃兴起，与此相关的化工技术的发展，成为代表近代化工技术的新潮流。所谓“三酸”（即硫酸、硝酸、盐酸）和“二碱”（即纯碱、烧碱）是化学工业中最基本的化工原料，也直接或间接地作为其他工业的原料。尤其是纯碱（na2co3）的产量如同硫酸的产量一样，可作为衡量一个国家化学工业发展程度或水平的标志。
　　纯碱工业化生产的专利，1791年首先由法国医生兼工业化学家路布兰（nicolas leblanc，1742-1806）获得。他以食盐为原料制得了纯碱，是为“路布兰制碱法”；此法共分3步，先使氯化钠与硫酸反应生成硫酸钠：
　　由于历史原因，路布兰制碱法未能使法国受益，却在资产阶级工业革命最早兴起的英国得到充分的推广与发展，并以此法为核心发展其他无机化学工业，奠定了化学工业的基础。这个方法的成功不仅为工业发展提供批量纯碱，而且获得副产品盐酸，遂使化学产物可以通过人工合成生产，因而对化学与化工的发展以及人类对客观物质世界的认识，都起了重要的作用。
　　路布兰法制碱曾盛行一时，但此法存在不少缺点，主要是：化学反应的熔融过程在固相中进行，并需要高温，故对设备的腐蚀严重，生产过程中产生的硫化钙作为一种废弃物长期堆积造成环境污染，原料的利用不充分、生产工序复杂以及纯碱质量欠佳等。
　　鉴于路布兰法存在上述缺点，许多科学家竞相研究其他制碱新方法，其中脱颖而出的是比利时工业化学家索尔维（ernest solvay，1838-1922）所提出的“氨碱法”。该法以食盐、氨、二氧化碳为原料制得了碳酸钠，反应分3步进行：
　　氨碱法使生产实现了连续化，食盐的利用率得到提高、产品质量提增，因而被称为真正的“纯碱”。而其最大的优势还在成本低廉，纯碱的价格大为下降。1867年，索尔维设厂制造的纯碱产品在巴黎世界博览会上获得铜质奖章，此法亦被正式命名为“索尔维法”（又称氨碱法）。
　　消息传到英国，正在从事路布兰法制碱的英国哈琴森公司抢得先机，取得了两年独享索尔维法的专利。1873年，哈琴森公司改组为卜内门公司，建立了运用索尔维法大规模生产纯碱的工厂，后来，法、德、美等国相继建厂。这些国家发起组织带有垄断性质的“索尔维公会”，规定设计图纸只向会员国公开，对外绝对保守技术秘密。凡有改良或新发现，会员国之间彼此通气，并相约不申请专利，以防泄露。除了技术之外，营业份额和范围也有限制，他们采取分区售货的办法，例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于如此严密的垄断组织方式，凡是得不到索尔维公会特许权者，根本无从问津氨碱法生产详情。多少年来，圈外许多国家想要探寻索尔维法奥秘的厂商，无不以失败而告终。
　　正因如此，我国所需的纯碱几乎都依赖英国进口。第一次世界大战期间，欧亚交通受阻，市场上更是缺乏纯碱，而以纯碱为重要原料的我国众多民族工业（如纺织印染、食品医药、造纸玻璃制皂等）难以生存。面对如此严峻境况，爱国的实业家范旭东（1884-1945，中国民族资本家，早年留学日本，一生以创办民族实业改善民生为己任）于1917年在天津塘沽创办永利碱业公司。他深知要取得成功，必须掌握先进的制碱技术和选用优秀的化工专家。1920年，范旭东委托赴美考察的陈调甫先生实地物色人才。陈设法在纽约寻访到了即将学成归国的侯德榜，陈把索尔维公会的封锁技术、卜内门公司的专横霸道、中国国内兴办制碱工业的重重困难以及范氏求贤若渴的急切心情一一向侯德榜作了介绍。此时的侯德榜已经获悉索尔维公会有关垄断制碱技术的行为，并对此十分反感和愤慨。现在听说祖国内地居然有了一个发展民族制碱工业而献身的机会，他便毅然决定接受永利碱业公司的聘请，于1921年启程回国，1922年就任天津塘沽碱厂的总工程师。
　　1.2 “侯氏制碱法”的变革创新之路
　　侯德榜深信，制碱技术决不是洋人的私有财产，凭借中国人的聪明才智，一定能打破外国的技术垄断。他为自己写下了创办碱厂的座右铭：“勤能补拙”“勤俭立业”。在强烈爱国心激励下，侯德榜凭借自己扎实的学业功底和富有创造力的才智，为尽快揭开索尔维氨碱法的技术秘密而勤奋工作。经过不到两年的艰苦努力，侯德榜终于将索尔维法的各项生产技术要领摸索清楚并付之实施。
　　1924年8月，塘沽碱厂正式投产并取得成功，用氨碱法生产出了第一批纯碱。但不足之处是产品呈现出暗红色。经化验系铁锈造成。侯德榜设法往碳化塔内放入少量硫化钠，使与铁塔内层作用，在表面结成一层硫化铁保护膜，随之终于生产出雪白亮丽的纯碱。1926年，中国生产的红三角牌纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得金质奖章。此后产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚，洋人索尔维公会的垄断被彻底打破了。化工专家侯德榜和实业家范旭东合作，为我国建立起了纯碱制造了这一项基础化学工业功不可没。
　　令人感叹的还不止于此，侯德榜探索出了索尔维制碱法的奥秘，当时如果他和永利碱业公司以高价出售专利的话，那肯定会赚大钱，发大财。但是令人意外的是范旭东赞成侯德榜撰写一部阐述索尔维制碱法的专著，把氨碱法的奥秘无偿地公诸于世，使工业落后的国家不再仰仗技术大国的鼻息，听从他们的摆布。侯德榜于1931年赴美国进修期间完成了《制碱》书稿（mannfacture of soda），1932年，由美国化学会刊印了英文版。该专著把索尔维法制碱工业的理论、技术和美国各大碱厂的内部技术设施一并公布，当时曾轰动了国际化工化学界，并成为美国企业界广泛重视的畅销书，大大提高了中国学者在国际科学技术界的声誉和地位。
　　面对成功和荣誉，侯德榜没有止步。因为他深知，他现在做的还只是迎头赶上，接下去要做的则是如何超越。他着手进行两方面的工作：一方面拓展以制碱工业为核心的我国基础化学工业，另一方面针对索尔维法的缺点（原料盐利用率低、大量氯化物以废液方式排弃等），试图进行制碱新法的设计。
　　从1932年起，永利制碱公司着手筹建硫酸铔（铵）厂——永利宁厂，这就是现在的南京化学工业公司化肥厂的前身。侯德榜担任该公司的总工程师，全权负责该厂的选址与设计。他对各国的产品、部件作了缜密的调查研究，切合自己整体设计的实际需要，择优选购不同国家的部件与设备，并将引进的外国专利结合中国国情作了改革。在侯德榜的主持和组织下，这座规模宏大的设有硫酸、硝酸、合成氨及硫酸铵等分厂的永利宁厂，于抗日战争前夕的1937年2月全部建成，并且一次试车成功投产。
　　依照原先规划，随着永利宁厂的建成就应该着手准备制碱新法的设计，拟用将原料综合利用的方法以解决和克服索尔维法自身带来的缺点和矛盾。但就在永利宁厂开工不到半年之际，就遭到日本军国主义侵华战火的威胁。由于永利宁厂生产的硝酸等产品和国防军火生产密切相关，所以日本军方多次威逼永利宁