相信大部分從事材料相關(guān)研究的科研人員在撰寫SCI論文的時候，為了說明自己開發(fā)出來這款材料或制備方法的原因，喜歡在論文的Introduction部分簡述前人工作中的缺點(比如制備的材料性能太差或方法成本高等)，然后再提出自己的新穎設(shè)計理念以及用自己產(chǎn)品的“優(yōu)良”結(jié)果與前人的“較差”結(jié)果相對比，從而體現(xiàn)出自己研究工作的重要性。不過在近日，用這種套路來行文并且發(fā)表在Science上的一篇研究論文就惹上麻煩了！
北京時間2020年5月15日，《Science》在線刊登了一篇題為“Dry reforming of methane by stable Ni–Mo?nanocatalysts?on single-crystalline MgO”的研究論文，論文的第一作者Youngdong?Song和通訊作者Cafer?T. Yavuz(后面簡稱Y&S)均來自于韓國先進科學技術(shù)研究所。這篇文章主要的研究內(nèi)容是在前人Ni/MgO納米催化劑的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種新工藝，通過Mo摻雜的方法制備了Mo-Ni/MgO型復合納米催化劑，用于催化甲烷干法重整反應(yīng)(dry reforming of methane，DRM)。其中，DRM反應(yīng)是指CH4和CO2這兩種溫室效應(yīng)氣體反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢灾苯邮褂玫挠袡C溶劑或燃料，從而減少環(huán)境污染，具體的化學反應(yīng)如圖1所示。
Y&S在這篇《Science》中表示，自己設(shè)計的Mo-Ni/MgO型催化劑可以解決DRM反應(yīng)長時間進行時催化劑面臨的兩個重要難題：(1)碳沉積(coking)；(2)由于金屬納米的團聚導致的比表面積減小(sintering)(這兩個問題都會導致催化劑失效)。同時，還具有優(yōu)異的催化效率和穩(wěn)定性：在800?℃溫度條件下連續(xù)催化DRM反應(yīng)850 h后，CH4的轉(zhuǎn)換效率為98?%，CO2的轉(zhuǎn)換效率為100%。
【屢試不爽的寫作套路，引來大麻煩！】
這本來時一項令人欣喜的研究，但是在文章中的Introduction部分，可能是為了提出制備含Mo元素的Mo-Ni/MgO型催化劑的重要性，Y&S寫了一句“Dry reforming catalysts are no exception, and although nickel on magnesium oxide (Ni/MgO) was identified long ago as a suitable non-noble catalyst,?rapid coke formation and sintering have prevented its implementation?at an industrial scale…….?In order to?develop an efficient dry reforming catalyst based on……, We……”，其大致意思就是以前報道的Ni/MgO型催化劑存在coking和sintering這個兩個重大問題，影響了其在工業(yè)化中的應(yīng)用，所以才提出制備Mo-Ni/MgO型催化劑的想法。
此文一出，立刻招來了密西根理工大學Yun Hang Hu和Eli?Ruckenstein等人(后面簡稱H&R)的不滿，因為在1995年，H&R在《Applied Catalysis A: General》期刊上發(fā)表了一篇題為“Carbon dioxide reforming of methane over nickel/alkaline earth metal oxide catalysts”，他們做的工作就是制備出了Ni/MgO(1995原文中寫的是NiO/MgO，氫化后變?yōu)镹i/MgO)型催化劑來催化DRM反應(yīng)，并且并沒有如Y&S在《Science》文中所說的存在coking和sintering這兩個重大問題。于是，在Y&S的《Science》被刊登出來的當天，H&R等人就立馬在《Science》上寫了一篇題為“Comment on “Dry reforming of methane by stable Ni–Mo?nanocatalysts?on single-crystalline MgO””的評論來駁斥和質(zhì)疑Y&S的研究。
【挖出25年前的工作，被“貶低”者的反擊】
H&R在這篇評論的開篇就寫到：“the Ni/MgO?solid-solution catalysts have been widely?investigated and recognized?as among?the most efficient catalysts to inhibit coke formation and sintering for the process”。意思是Ni/MgO型催化劑可以避免coking和sintering這兩個問題，你們居然還敢在文中說“rapid coke formation and sintering have prevented its [Ni/MgO] implementation at an industrial scale”！這與事實嚴重不符合！
然后，H&R開始找Y&S發(fā)表在Science這項研究中的“茬兒”了。首先，H&R認為Mo-Ni/MgO型催化劑并沒有Y&S聲稱那樣高的催化效率，因為在實驗中，Y&S用的是CH4/CO2/He (1:1:8)復合氣體，而不是CH4/CO2氣體。經(jīng)過H&R的重新計算后，Mo-Ni/MgO型催化劑真實的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該是75%(CH4)和80%(CO2)，而不是98%和100%，同時，達到這一效率還需要200h的活化時間，這明顯對實際應(yīng)用會有很大的影響(Such a long induction time for the Mo-doped Ni/MgO catalyst would seem to present an issue for its application)。而H&R在1995年制備的Ni/MgO型催化劑，CH4和CO2的轉(zhuǎn)化效率分別能夠達到91%和98%，而且不需要任何活化時間，這明顯優(yōu)于Y&S報道的Mo-Ni/MgO型催化劑(Ni/MgO和Mo-Ni/MgO型催化劑實際性能對比結(jié)果如表1所示)。
在這篇評論的最后，H&R認為Y&S在研究中忽略了很多事實，夸大了Mo-Ni/MgO型催化劑的新穎性和重要性。不過，在駁斥和質(zhì)疑Y&S工作的同時，H&R也認真分析了Y&S工作出現(xiàn)這些問題的原因，并給出了一定的專業(yè)性建議。
【貶低者的自我“救贖”？】
看到自己的研究成果被懟，Y&S哪坐的住，立馬就又在《Science》上寫了一篇題為“Response to Comment on “Dry reforming of methane by stable Ni–Mo?nanocatalysts?on single-crystalline MgO””的文章來回應(yīng)H&R的評論。
在這篇回應(yīng)文中，Y&S開場就寫到：“As stated in our paper, the use of Ni for dry reforming goes back to 1928 ?and Ni/MgO dates to ~1974,?not what was claimed by Hu and?Ruckenstein”。意思是我們沒有說你們在1995年制備的Ni/MgO催化劑不好，而說的是1974年文獻報道的Ni/MgO催化劑(但是小編找了一下，在Y&S的Science研究文獻中，并沒有引用1974年的文獻，事實是引用了2004和2014年的文章，不過確實都不是H&R的研究文獻)。不過，面對“自己制備的Mo-Ni/MgO(2020)和25年前就問世的Ni/MgO(1995)，到底哪個催化效果更好？”這一問題，Y&S在回應(yīng)文中并沒有進行直接回答，而是說催化劑的催化性能和反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的總數(shù)量和其它條件相關(guān)，同時也要適當?shù)目疾齑呋瘎┑哪途眯?。而自己制備的Mo-Ni/MgO，在800℃條件下連續(xù)催化850h后，1g就可以催化10110 L的原料進行反應(yīng)和轉(zhuǎn)化，同時在使用35天后也沒有出現(xiàn)coking這個問題。而很多Ni/MgO型催化劑在工業(yè)中使用一段時間后就會大幅度失活。
面對H&R對Mo-Ni/MgO有長達200h的活化期這一質(zhì)疑，Y&S在回應(yīng)文中進行了7點細致的闡述。在這些闡述中，Y&S對自己發(fā)表在《Science》上的工作進行了更詳細的分析和解釋，說明了自己在研究中設(shè)計了大量的對照實驗，結(jié)果都顯示Mo-Ni/MgO比Ni/MgO具有更好的催化性能，并對整個過程的演變機理進行了深入的探究。
【總結(jié)】
在論文中通過“貶低”他人的工作來襯托自己較好的研究工作，這樣真的合適嗎？
在小編看來，每份發(fā)表出來的研究都有它的重要價值，并且正是有了前人的大量研究基礎(chǔ)，后人才能避免研究中的許多坑，然后找到捷徑開發(fā)和制備出更好產(chǎn)品；比如在這次事件中，Mo-Ni/MgO型催化劑就是在Ni/MgO型催化劑的基礎(chǔ)上通過改變工藝和組分而制備出來的。
所以，撰寫論文需謹慎，如果不能全方位地理解別人的研究工作，就不要輕易的對別人的工作進行定性和下結(jié)論。
另一個方面，雖然這個事件還沒有結(jié)束，但是從這一個回合的“交手”結(jié)果來看，雙方在爭執(zhí)的同時，也對對方和自己的工作進行了更深層次的思考。正是有了這些爭議和思考，科學研究才能在不斷收獲真理中螺旋式地向前發(fā)展，推動人類社會的進步。
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