黄浦江畔，创潮迭起。

　　不久前，在中国国际大学生创新大赛（2024）总决赛中，兰州大学化学化工学院2021级本科生马正兰作为负责人，在教授龙雨的指导下，带领“‘氮’刀直入，安‘甲’落户——新型改性Zr（OH）₄催化剂的研发应用”项目团队荣获高教主赛道本科生创意组金奖。

　　“我们会继续投身科技创新，对接用户需求，助力我国化工行业绿色发展，为共建绿色中国保驾护航。”团队成员陈明富表示。

　　学以致用：革故鼎新，安“甲”落户

　　N—甲基化作为一种普遍的甲基化修饰手段，广泛应用于药物合成、材料科学等领域。在选择甲基化试剂时，无毒且环保的甲醇因其独特的优势而备受业界青睐。

　　“甲醇分子结构稳定，化学反应难以自发进行，因此需加入多相催化剂催化反应发生。”马正兰说。

　　目前，行业生产使用较多的催化剂大多存在负载材料价格高、催化反应效果差、适配底物种类少等问题。针对这些困扰企业很久的问题，马正兰团队萌发出一个念头：“或许可以尝试运用化学原理和知识，设计出一种既经济又高效的催化剂，解决行业‘痛点’。”

　　基于曼尼希反应原理，马正兰团队创造性地提出使用改性Zr（OH）₄作为多相催化剂用于N—甲基化反应，采用新材料、新工艺、新处理手段等策略弥补传统催化剂的不足。

　　在材料方面，Zr（OH）₄展现出绿色无毒、可循环利用以及成本低廉的显著特性，能够大幅度地降低生产成本，提高生产效率，且不会对环境造成污染。在工艺层面，“氧促进”战略构成本项目的关键创新之一，通过引入氧气，实现甲醇的直接氧化生成甲醛，从而有效降低反应活化能，且反应条件更加温和。

　　“除医药外，大约有30%—40%的精细化工企业生产涉及N—甲基化反应。我们也计划将现有产品进行进一步的底物拓展，将其应用到更多胺类产品的工业化当中去。”马正兰介绍。

　　实验创新：夜以继日，千锤百炼

　　自大一开始，马正兰就加入了龙雨教授的科研团队。之后，她以校创项目为契机组建团队，吸纳了来自不同学院的14名学生，投身于新型催化剂的实验和筛选。“化学化工学院和萃英学院学生负责研发，管理学院学生负责财务和营销，土木工程与力学学院学生负责后期建厂。”马正兰说。

　　在实验过程中，团队遇到过很多难题，比如催化剂失活等。“每种选定的催化剂都需要经过上百次的实验，空气、温度和压力的一点点变化都会影响整个实验结果。”马正兰说。

　　组会是总结复盘的关键阶段。“每周的例会上，我们都会汇报本周内容以及下周计划。”马正兰认为，清晰的工作计划不仅能确保所有团队成员对项目理解一致，也让大家从繁杂的事务中理清头绪，更有信心长期坚持下去。

　　历时3年，经过800余次实验，筛选近百种催化剂原料，最终确定以Zr（OH）₄作为基底，并完成了改性设计。

　　目前，该项目已成功发表相关高水平论文5篇，申请实用新型专利9项，与3家公司签订合作协议。

　　赛场角逐：厚积薄发，一鸣惊人

　　“摸着石头过河！”“运气占一半。”这是马正兰和陈明富对比赛的一致感受。“我们初赛和复赛的名次都不是很靠前。站上总决赛的颁奖台时，内心的激动与自豪简直无法用语言表达。”马正兰回忆说。

　　面对几十位来自各行各业的评委，如何在10分钟内将3年的成果娓娓道来，这是一项挑战。“国赛那几天，我们每晚就睡几个小时，一直在美化PPT。”马正兰作为答辩问答环节的主力，每天晚上都会加班，反复推敲方案，试图将每个细节做到尽善尽美。

　　答辩台上，两名学生侃侃而谈，配合默契；赛场之下，师生齐心协力，共渡难关。“校团委的汤卫国老师作为随行指导，一直陪我们背稿子到凌晨。”陈明富说，这个金奖不仅是对团队多年研究和努力的肯定，同时也是未来科研道路上追求创新与卓越的鞭策和激励，“青涩的理想总是需要不断磨砺才能开花结果”。