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zhyhzbdx銀蟲 (小有名氣)
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怎樣做催化劑實(shí)驗(yàn)——對(duì)研究生說的話 已有46人參與
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做實(shí)驗(yàn)要?jiǎng)幽X子。假設(shè)催化劑效果由三個(gè)因素（催化劑制備方法、焙燒溫度、負(fù)載量）影響，做實(shí)驗(yàn)不能像“魔方”那樣制備3＊3＊3＝27個(gè)樣品。那樣的話，假設(shè)每個(gè)樣品需要做3個(gè)表征，那么需要進(jìn)行27＊3＝81次實(shí)驗(yàn)。做這么多，不但浪費(fèi)時(shí)間，而且給數(shù)據(jù)的解釋帶來很大的復(fù)雜性。更重要原因是，像“魔方”那樣做實(shí)驗(yàn)，這不是科學(xué)研究，而是技術(shù)測(cè)試！正確的做法是首先改變一個(gè)變量（比如制備方法），探出最佳制備方法。然后針對(duì)這個(gè)最佳的制備方法，研究焙燒溫度影響。然后再固定這個(gè)最佳的制備方法、最佳的焙燒溫度，研究負(fù)載量的影響。這樣只需制備3+2+2=7個(gè)催化劑。然后針對(duì)特定科學(xué)問題，有針對(duì)性的進(jìn)行表征實(shí)驗(yàn)。 以上我講的這些條件實(shí)驗(yàn)，只是用來做個(gè)例子來說明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的！事實(shí)上，科研不能僅僅是條件實(shí)驗(yàn)，更要提供一些基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，或者說insights。只是測(cè)試“什么什么因素的影響”，越來越難發(fā)文章了。因?yàn)檫@只是說明表觀的現(xiàn)象，沒有闡明現(xiàn)象背后的原因。即使闡明了現(xiàn)象背后的原因，也不一定能發(fā)文章，因?yàn)檫@個(gè)科學(xué)問題（或者說“什么什么因素的影響”的選題）不一定重要，別人不一定感興趣。因此，研究什么東西，也需要有審美觀，或者說一種眼光。 做科研、做實(shí)驗(yàn)、做論文，不能總是“依樣畫葫蘆”。假設(shè)你發(fā)現(xiàn)一個(gè)金屬對(duì)催化劑有促進(jìn)作用，然后改變了不同條件的影響（比如制備方法、焙燒溫度、負(fù)載量）。這些已經(jīng)可以發(fā)表一篇文章了�？墒�，貪心不足的你還妄圖把每個(gè)金屬都來做一做，每組催化劑都研究制備方法、焙燒溫度、負(fù)載量的影響。這其實(shí)是愚蠢的。寫論文要有詳有略、抓住主要矛盾。其實(shí)，做實(shí)驗(yàn)之初，就應(yīng)該固定制備方法、焙燒溫度、負(fù)載量，研究哪種金屬效果最好，然后挑出最佳金屬，詳細(xì)研究，而其他的金屬只是作為“綠葉”，一筆帶過。而如果每個(gè)金屬都想發(fā)單獨(dú)發(fā)篇文章，這有可能嗎？ 想一想，國(guó)外有些發(fā)表在JACS上的文章，都是有詳有略的。比如有的人發(fā)明一種方法，能合成介孔氧化鈦，那篇文章詳細(xì)研究了介孔氧化鈦，然后在靠近結(jié)尾的部分說這種方法也能用在其他典型介孔氧化物的合成上，給出1-2張圖，用1-2段說明，證明這種方法的通用性。這就是好文章應(yīng)該的樣子，而不是每個(gè)樣品都依樣畫葫蘆地發(fā)表一篇文章。 初涉科研的研究生往往陷入一種怪圈，看到有的東西（比如另外一種金屬）做上手了，就想做做發(fā)篇文章。其實(shí)，有些東西一看就知道沒有意思的，屬于“雞肋”，即使做出來了，也發(fā)不了好雜志。假設(shè)你用一個(gè)方法發(fā)明了一個(gè)催化劑，能發(fā)篇影響因子2.0的文章，你換了助劑，得到效果更差，能發(fā)什么文章呢？要知道，文章是不等價(jià)的，好的文章和壞的文章有很大的區(qū)別。并且，你發(fā)壞的文章，也要花很多時(shí)間來寫，甚至要花更多的時(shí)間來“拔高”文章的意義，以便文章能夠“銷售”出去，甚至還要花大量時(shí)間來對(duì)付退稿。應(yīng)該多有些創(chuàng)新性。創(chuàng)新性不是你看到文獻(xiàn)中說A方法比B方法好，你也來試試，你的結(jié)論和文獻(xiàn)完全一致，有什么創(chuàng)新性？不做實(shí)驗(yàn)也能預(yù)測(cè)結(jié)果，有什么創(chuàng)新性？ 別說“別人也用類似的研究方法研究了某個(gè)催化劑，效果也不好，也發(fā)了JC（Journal of Catalysis）。”我不要聽那話。首先，你不是別人，你也不知道那篇文章具體的情況。也許是10年前剛開始這個(gè)課題的時(shí)候好發(fā)文章，同樣的東西放到10年后就發(fā)不出來了。也許是那個(gè)作者有名氣，或者正好落在朋友的手里審稿。也許是別人文章里做了詳細(xì)的表征，把機(jī)理解釋地很清楚。如果那篇文章你是作者，你來試試能中JC？科學(xué)研究是有領(lǐng)域的，有的“坑”里什么東西也沒有，有的“坑”里有些殘羹冷炙，有的“坑”里一鋤頭下去都是黃金。去研究那些沒有意思的東西、技術(shù)測(cè)試型的東西、重復(fù)別人的東西、稍稍改頭換面的東西，再怎么做也發(fā)不了好文章，即使發(fā)表了，也是“雞肋”文章！ 做實(shí)驗(yàn)，特別是給別人提供測(cè)試或者合作科研，要多問清楚實(shí)驗(yàn)的目的，不能不動(dòng)腦子地做實(shí)驗(yàn)。所謂不動(dòng)腦子，就是今天裝0.5克催化劑，明天裝0.6克催化劑。今天用這個(gè)馬弗爐焙燒催化劑，明天用別的管式爐燒催化劑。有時(shí)侯知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮�，能�?dāng)場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，試圖搞清楚一些問題。而不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，只是機(jī)械測(cè)試，沒有及時(shí)設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致以后要做的時(shí)候，還得重新合成樣品。 同樣，和別人合作的之前，也要問清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康�。別人要你幫他測(cè)試數(shù)據(jù)有幾種原因：1）為了發(fā)表科研論文；2）僅僅是充實(shí)本科畢業(yè)論文，成為本科畢業(yè)論文的一部分；3）只是看著玩玩的。同學(xué)，我這里不是測(cè)試中心，我的時(shí)間也好寶貴，做些對(duì)雙方都有價(jià)值的事，好嗎？ 做實(shí)驗(yàn)不能走捷徑。有些“捷徑”，只會(huì)浪費(fèi)更多的時(shí)間。比如有的人貪多求快，明明一天能夠篤定地測(cè)試一個(gè)樣品，他一天試圖測(cè)試兩個(gè)樣品，結(jié)果半夜里腦子昏昏沉沉去實(shí)驗(yàn)室，不是氣體忘了開，就是沒有設(shè)定機(jī)器自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。不是程序升溫沒有開，就是程序段設(shè)錯(cuò)了，使時(shí)間和樣品、氣體、電力白白地浪費(fèi)了。更有甚著，爐門打開著就開始升溫，或者熱電偶沒有插在催化劑表面，或者溫度還沒有降低到足夠低的程度就開始測(cè)試。 遵守實(shí)驗(yàn)操作步驟！有些步驟是這么樣的，就是有原因的嘛！比如測(cè)試一個(gè)催化劑的降解污染氣體的效果，首先在室溫把氣體通過催化劑一個(gè)小時(shí)，在這一個(gè)小時(shí)內(nèi)，每過10分鐘在線測(cè)試氣體的濃度（峰面積），然后再升到更高的溫度進(jìn)行測(cè)試。為什么要停留一個(gè)小時(shí)，而不是30分鐘，這是有原因的嘛！不這么做，實(shí)驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)嗎？再比如，升溫都是有“步長(zhǎng)”的，你“步長(zhǎng)”一會(huì)兒25度，一會(huì)兒50度，這個(gè)樣品25度，那個(gè)樣品50度，以后把數(shù)據(jù)疊加起來畫在一張圖上，難看不難看啊。 有時(shí)候研究所謂的“載體效應(yīng)”，就是把同樣一種金屬納米顆粒負(fù)載在不同載體上，測(cè)試催化活性。然后進(jìn)行了表征。假設(shè)有5個(gè)催化劑，測(cè)了這5個(gè)催化劑的活性。但是做表征的時(shí)候，用A表征方法研究了4個(gè)催化劑；用B表征方法研究了3個(gè)催化劑。這非常annoying。為什么不把實(shí)驗(yàn)做全？也許某個(gè)催化劑的效果奇差無比，你便以為這是個(gè)廢數(shù)據(jù)。但是，在催化研究里面，“鮮花需要綠葉襯托”，如果你隨便找個(gè)催化劑效果都很好，那么審稿人就覺得不可思議，并且也不知道好的催化劑究竟有多么優(yōu)越。并且，把好的催化劑和壞的催化劑一起對(duì)比表征，更加清楚到底催化劑需要什么特征才能達(dá)到好的效果。 做科研的一個(gè)大忌就是只做實(shí)驗(yàn)，不整理數(shù)據(jù)。做了老半天，不是發(fā)現(xiàn)別人已經(jīng)報(bào)道過了，就是得到一堆沒有意義的亂數(shù)據(jù)。有的時(shí)候你做完實(shí)驗(yàn)，等了一年才想到寫文章，但其實(shí)在這一年中，對(duì)文章的認(rèn)識(shí)并沒有增加，也沒有做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。與其這樣，為什么不能當(dāng)時(shí)就及時(shí)整理文章，該補(bǔ)什么數(shù)據(jù)就補(bǔ)什么數(shù)據(jù)呢？十鳥在林，不如一鳥在手！ 做科研需要好的習(xí)慣、好的人品，細(xì)節(jié)決定成�。∮械难芯可胗脛e人的儀器，結(jié)果約了時(shí)間卻不去做。有的研究生做實(shí)驗(yàn)蓋子沒有擰緊，也許是腦子里想著什么事或者忙著接電話，導(dǎo)致有害物質(zhì)泄露出來。還有的離開的時(shí)候不關(guān)門、鑰匙插在門上面、在實(shí)驗(yàn)室吃東西、敞開口的飲料放在電腦鍵盤旁邊、不及時(shí)清理垃圾、不及時(shí)更換用完的氣體鋼瓶、把別人儀器上的螺絲帽拆下來裝在自己的機(jī)器上...... 別小看科研細(xì)節(jié)，也別以為反正將來（畢業(yè)后）不會(huì)再搞科研，這些都能鍛煉人的辦事能力、思考問題能力，也反映一個(gè)人的素養(yǎng)。 本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-71964-707354.html |
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