在炼金术之后:诺贝尔化学奖获得者100年图说:全彩视图本

第28章 1931年度 卡尔·波斯

　　因实现高压合成技术而荣获1931年诺贝尔化学奖

　　卡尔·波斯（德国，1874～1940年），1874年8月27日生于德国科隆。1894年进入夏洛腾堡大学学习冶金工程技术，1896年转入莱比锡大学学习化学，1898年获化学博士学位，翌年就职于德国最大的化工企业——巴登苯胺纯碱公司（BASF）。在此期间，卡尔·波斯主要从事工业固氮研究，研制出合成氨的催化剂，发明了催化制氢法，设计出大型高压转化器，成功地用水煤气可逆反应获取合成氨所需的原材料——氢气，终于让弗里茨·哈伯（1918年诺贝尔化学奖获得者）发明的合成氨法实现了工业化生产，后来把这种合成氨的方法称为“哈伯-波斯法”。1937年他被推选为威廉皇家协会主席。1940年4月26日，卡尔·波斯逝世于海德堡。

　　卡尔·波斯自幼就对很多事物感兴趣。随着年龄的增长，青年时代的波斯兴趣更为广泛，尤其热衷于化学。1894年，波斯进入夏洛藤堡工业大学攻读冶金学和机械工程学，但他却喜欢有机化学，1896年便转入莱比锡大学，从师于奥斯特瓦尔德（1909年诺贝尔化学奖获得者）攻读化学。1898年，波斯获莱比锡大学化学博士学位。翌年，波斯受聘于德国当时最大的化工企业——巴登苯胺纯碱公司。他改良了原有化工流程和设备，巴登苯胺纯碱公司几年后便扩展为欧洲最大规模的化工巨头。

　　1909年，德国化学家弗里茨·哈伯成功地实现了氢-氮混合气在高温、高压及催化剂条件下通过反应器而合成氨，从而实现了氨有价值的工业合成法，当时称“哈伯法”。“哈伯法”立即被巴登苯胺纯碱公司采用。但“哈伯法”实现的转换率并不高，而且采用昂贵的金属锇作催化剂，利润空间狭小，难以实现大规模工业生产。从1908年开始，波斯与哈伯等经过两万多次试验，终自然状态下氮循环示意图于成功地研制出对气体杂质作用敏感的催化剂，即含少量钾、镁、铝和钙的铁催化剂。波斯用合金钢代替碳钢制作反应器，解决了在高温高压下钢材脆裂的问题。

　　1913年，世界首个合成氨工厂在巴登苯胺纯碱公司建成并投产，很快将日产量提升到30吨，实现了合成氨的工业化生产。这种由哈伯首创，经卡尔·波斯改进的氨合成法后被称做“哈伯-波斯法”，到1930年这种方法完全取代了电弧固氮法。“一战”之初，协约国封锁了德军制造炸药所必需的关键成分——氨的运输线，但哈伯与波斯等人成功地将周产量提高到1000吨，这在当时难以想象，从而使德国度过了无限期的封锁。此后，波斯还参与了用氨制硝酸以及合成甲醇的研究，发明以水煤气交换反应制取氢气的高效方法。此外，他还从煤焦油和褐煤中制取汽油，用水煤气制取氢气。波斯促进了高压技术、低温技术和固体燃料气化等技术的发展。由于在高压化学合成技术上的重大贡献，卡尔·波斯与贝吉乌斯共同分享了1931年诺贝尔化学奖。