貶低他人的工作,發瞭《Science》被懟!以後寫文章要謹慎!

相信大部分從事材料相關研究的科研人員在撰寫SCI論文的時候,為瞭說明自己開發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),然後再提出自己的新穎設計理念以及用自己產品的“優良”結果與前人的“較差”結果相對比,從而體現出自己研究工作的重要性。不過在近日,用這種套路來行文並且發表在Science上的一篇研究論文就惹上麻煩瞭!

北京時間2020年5月15日,《Science》在線刊登瞭一篇題為“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(後面簡稱Y&S)均來自於韓國先進科學技術研究所。這篇文章主要的研究內容是在前人Ni/MgO納米催化劑的基礎上,開發瞭一種新工藝,通過Mo摻雜的方法制備瞭Mo-Ni/MgO型復合納米催化劑,用於催化甲烷幹法重整反應(dry reforming of methane,DRM)。其中,DRM反應是指CH4和CO2這兩種溫室效應氣體反應轉變為可以直接使用的有機溶劑或燃料,從而減少環境污染,具體的化學反應如圖1所示。

貶低他人的工作,發瞭《Science》被懟!以後寫文章要謹慎!

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圖1.DRM反應化學方程式

Y&S在這篇《Science》中表示,自己設計的Mo-Ni/MgO型催化劑可以解決DRM反應長時間進行時催化劑面臨的兩個重要難題:(1)碳沉積(coking);(2)由於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,還具有優異的催化效率和穩定性:在800 ℃溫度條件下連續催化DRM反應850 h後,CH4的轉換效率為98 %,CO2的轉換效率為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,可能是為瞭提出制備含Mo元素的Mo-Ni/MgO型催化劑的重要性,Y&S寫瞭一句“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,影響瞭其在工業化中的應用,所以才提出制備Mo-Ni/MgO型催化劑的想法。

此文一出,立刻招來瞭密西根理工大學Yun Hang Hu和Eli Ruckenstein等人(後面簡稱H&R)的不滿,因為在1995年,H&R在《Applied Catalysis A: General》期刊上發表瞭一篇題為“Carbon dioxide reforming of methane over nickel/alkaline earth metal oxide catalysts”,他們做的工作就是制備出瞭Ni/MgO(1995原文中寫的是NiO/MgO,氫化後變為Ni/MgO)型催化劑來催化DRM反應,並且並沒有如Y&S在《Science》文中所說的存在coking和sintering這兩個重大問題。於是,在Y&S的《Science》被刊登出來的當天,H&R等人就立馬在《Science》上寫瞭一篇題為“Comment on “Dry reforming of methane by stable Ni–Mo nanocatalysts on single-crystalline MgO””的評論來駁斥和質疑Y&S的研究。

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【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!

然後,H&R開始找Y&S發表在Science這項研究中的“茬兒”瞭。首先,H&R認為Mo-Ni/MgO型催化劑並沒有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。經過H&R的重新計算後,Mo-Ni/MgO型催化劑真實的轉換效率應該是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,這明顯優於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果如表1所示)。

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在這篇評論的最後,H&R認為Y&S在研究中忽略瞭很多事實,誇大瞭Mo-Ni/MgO型催化劑的新穎性和重要性。不過,在駁斥和質疑Y&S工作的同時,H&R也認真分析瞭Y&S工作出現這些問題的原因,並給出瞭一定的專業性建議。

【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》上寫瞭一篇題為“Response to Comment on “Dry reforming of methane by stable Ni–Mo nanocatalysts on single-crystalline MgO””的文章來回應H&R的評論。

貶低他人的工作,發瞭《Science》被懟!以後寫文章要謹慎!

在這篇回應文中,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(但是小編找瞭一下,在Y&S的Science研究文獻中,並沒有引用1974年的文獻,事實是引用瞭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在回應文中並沒有進行直接回答,而是說催化劑的催化性能和反應物轉化的總數量和其它條件相關,同時也要適當的考察催化劑的耐久性。而自己制備的Mo-Ni/MgO,在800℃條件下連續催化850h後,1g就可以催化10110 L的原料進行反應和轉化,同時在使用35天後也沒有出現coking這個問題。而很多Ni/MgO型催化劑在工業中使用一段時間後就會大幅度失活。

面對H&R對Mo-Ni/MgO有長達200h的活化期這一質疑,Y&S在回應文中進行瞭7點細致的闡述。在這些闡述中,Y&S對自己發表在《Science》上的工作進行瞭更詳細的分析和解釋,說明瞭自己在研究中設計瞭大量的對照實驗,結果都顯示Mo-Ni/MgO比Ni/MgO具有更好的催化性能,並對整個過程的演變機理進行瞭深入的探究。

貶低他人的工作,發瞭《Science》被懟!以後寫文章要謹慎!
表2. Y&S的Mo-Ni/MgO(NiMoCat)與其它催化劑對DRM反應的催化效果對比

【總結】

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,每份發表出來的研究都有它的重要價值,並且正是有瞭前人的大量研究基礎,後人才能避免研究中的許多坑,然後找到捷徑開發和制備出更好產品;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論。

另一個方面,雖然這個事件還沒有結束,但是從這一個回合的“交手”結果來看,雙方在爭執的同時,也對對方和自己的工作進行瞭更深層次的思考。正是有瞭這些爭議和思考,科學研究才能在不斷收獲真理中螺旋式地向前發展,推動人類社會的進步。

原文鏈接:

  1. https://science.sciencemag.org/content/367/6479/777
  2. https://science.sciencemag.org/content/368/6492/eabb5459
  3. https://science.sciencemag.org/content/368/6492/eabb5680
  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0926860X95002014

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