硕士点：物理化学、动力工程及工程热物理、化学工程与技术、环境科学与工程、动力工程

 

A．物理化学（专业代码：070304）

 

本学科涉及的研究方向主要有：能源材料物理化学、微纳分析与生物成像、自组装与催化化学、纳米材料物理化学.

 

1. 能源材料物理化学方向的主要研究内容有：锂离子电池电极材料、钠离子电池电极材料、燃料电池催化剂。

 

1.1锂离子电池电极材料主要研究新型锂离子电极材料的制备、电化学性能及结构及应用。结合第一性原理计算和多重散射理论，探讨锂离子电极材料的“主-客” 体之间电荷转移机制，确定嵌入反应和电池循环中电荷传递的本质，解决微观结构对电化学性能的影响，研究锂离子电池正、负极材料的电化学活性，晶格稳定性，相变特性等与嵌入元素种类，浓度的关系。

 

1.2钠离子电极材料主要研究新型钠离子电极正负极材料的设计和制备，构建功率性能、循环性能和能量密度较优的钠离子电池储能体系、电池的电化学性能表征及实际应用的推广。研究电极材料的合成条件与材料物相、形貌的衍变机理，探索电极材料的反应机制、离子在晶体结构中的迁移、充放电过程中结构的变化，并结合第一性原理计算等系统分析钠离子电池电极材料。

 

1.3燃料电池催化剂主要利用现代纳米材料制备技术及现代物理化学研究方法，开发碳载体多尺度纳米甲醇电氧化及金属空气电极材料的制备新方法，研究催化剂的均匀性、催化剂的尺度与成份梯度控制、非贵金属催化剂的开发及稀土氧化物对材料的促进作用，采用量子化学方法模拟催化剂的结构和催化机理。

 

2. 微纳分析与生物成像方向的主要研究内容有：微纳尺度分析、生物成像、诊疗药物。

 

2.1微纳尺度分析方向是利用微纳尺度表界面和流体流动的特性、高效的传热传质性质、高度灵活设计和表面精确调控的优势等，研究微纳流体的精准驱动、超微量体积样品的精准操控，构筑微纳分析系统，实现超微体积样品的分离分析，应用于单细胞分析；建立微流控可控合成功能纳米材料及其原位在线表征方法；构筑构建微型化的分析系统，用于生物、药物、环境和食品安全等分析。

 

2.2生物成像方向瞄准细胞分析与成像的科学前沿，以超分辨荧光光学成像系统为基础，开拓单细胞三维全景高分辨X射线成像方法学的研究，着重于X射线相衬成像的物理机制研究，基于此物理机制，探索X射线相衬成像的硬件系统搭建、高分辨成像的算法分析。利用所搭建的成像系统，研究单细胞水平的分子分布、亚细胞器结构的变化，结合具体的生物问题，探索超高分辨生物成像技术在肿瘤早期发生、早期神经细胞损伤的结构变化研究中的具体应用，利用活细胞、活体成像系统、质谱、纳米探针，建立活细胞、活体内多种分子的原位荧光标记、质谱定量的系列生物/医学分析方法。

 

2.3诊断治疗药纳米药物方向是构建集成像、靶向、治疗多功能为一体的纳米药物，其目标是实现精准治疗或个性化治疗。近些年来，荧光碳点的高效荧光、低毒和良好的生物相容性使其成为良好的纳米药物载体和荧光成像剂，本方向的研究主要以荧光碳点为载体实现药物和/或靶向的高效集成，实现对药物在体内的有效控制和监控，这对肿瘤的诊断、治疗方案的设计、手术的导引都具有很大的帮助。

 

3. 自组装与催化化学方向的主要研究内容有：自组装化学和催化化学。

 

3.1自组装化学方向是研究在复杂体系中自发形成有序结构高分子或超分子乃至生物大分子的过程。运用配位键驱动的自组装化学技术，构筑新型的分子智能材料，开发离子传感、环境监测、分子光电开关、分子光转换器件、人工分子反应容器和自组装酶。本研究方向重点研究“超金属-金属成键”对光、电、磁、催化、手性等功能的协同调控。并利用“超金属-金属成键”作用，合理设计出功能导向的金属-金属成键簇合物，用于协同活化/催化惰性小分子的多重键，探索在环境有害惰性化学物种治理方面的应用前景。

 

3.2催化化学是一门研究催化剂制备及其表征方法的科学。传统催化材料（大粒子的体相和负载型化合物）目前已基本上建立了较为成熟的制备技术。近年来迅速崛起的纳米和规整孔的分子自组装制备技术赋予了催化材料新的物化性质，拓展了催化材料的应用领域。研究纳米规整孔材料的可控制备技术是保证此类催化剂具有稳定催化性能的前提条件，而采用现代物理化学中的各种表征手段对这些材料进行深入细致地剖析又可为新型高效催化剂的设计提供理论基础和实践指南。本研究方向主要以环境和能源领域的应用为目标，以纳米科学和现代催化理论为基础，从设计活性中心及可控制备催化材料出发，研究环境与能源催化基础理论和应用技术，最终实现若干技术的工程化应用。

 

4.纳米材料物理化学方向的主要研究纳米材料的合成与制备新方法，新途径及其在催化、光电转化以及电化学特性等方面的应用。主要研究重点在合成途径的设计，并通过理论模拟与计算来指导纳米材料的设计。光催化技术是模拟自然界光合作用将光能转化为化学能的过程，其不仅用来解决能源问题，还在环境治愈，如大气、水质净化方面有着潜在的应用前景。本研究方向主要是通过理论计算来设计就有可见光响应的半导体材料、通过实验来合成或开发具有可见光响应的光催化剂纳米材料，并将其应用于水分解制氢、二氧化碳还原、氮固定、有机反应和环境治愈等方面。

 

B．动力工程及工程热物理（专业代码：0807）

 

动力工程及工程热物理学术型硕士学位授权学科依托于我校动力工程及工程热物理一级学科，主要研究能源科学领域中的关键科学理论、技术及方法，尤其是研究能量的传递、转换、储存及合理利用的前沿理论与技术。本专业目前拥有教育部传热强化与过程节能重点实验室（同时也是北京市传热与能源利用重点实验室）、一级学科博士后流动站、新能源汽车北京实验室（与北京理工大学联合建设）和北京市热能与动力工程专业实验教学示范中心，而其中的热能工程专业是北京市重点学科。承担和完成了包括国家973、国家863、国家科技支撑计划和国家自然科学基金项目在内的多项重大科学研究任务,并力求突破本学科传统的研究领域与研究方法，向高科技方向发展，在低品位热能高效热功转换与利用、太阳能热发电与高温蓄热、新燃料低排放发动机及污染控制、工业过程节能与优化、氢能及燃料电池、高热流微型散热器和面向环境污染控制的节能减排技术等方面的研究取得了一系列在国内领先并具有国际影响的研究成果。本专业科研经费充足，得到学校“211工程”重点项目的资助，具有优异的实验和工作条件。本专业学制3年，主要研究方向如下：可再生能源利用及先进环境能源理论与技术；强化传热传质理论与工程应用；制冷低温系统及其环保节能理论与技术；车辆及动力系统节能、净化与控制。

 

C．化学工程与技术（0817）

 

化学工程与技术一级学科硕士点涵盖应用化学、工业催化、化学工程、化学工艺、生物化工五个二级学科硕士点，开设工业催化与纳米科学、自组装化学与纳米功能材料、材料化学理论与应用、膜科学与化工分离技术、绿色化学与精细有机化工等五个研究方向，分别隶属于“四室一所”：催化化学与纳米科学研究室、自组装化学与纳米功能材料研究室、材料化学及应用研究室、膜科学与技术研究室和绿色化学与有机化工研究所。现有教师25人，其中教授13人（博导11人），副教授8人，讲师4人。近五年来，主持国家、省部级项目60余项，总到校经费3000余万元，获省部级奖励3次，发表论文400余篇（三大检索论文200余篇），获授权专利60余项，出版专著教材12部。

 

本学科针对北京市重点研究、开发、生产高技术含量、高附加价值、高效益、低污染、低能耗的精细化学品、电子信息化学品、生物新医药以及绿色节能化工新工艺的要求，主要致力于催化与纳米科学、自组装与功能材料、材料化学及应用、膜科学与技术、绿色化学品合成及应用等五个方向的研究工作。具体包括烟气脱硝、烃类选择催化转化、天然气和挥发性有机物催化燃烧研究，自组装金属-有机骨架材料的合成及在气体储存与吸附分离中的应用研究，分子筛设计、合成及催化应用研究，液体和气体分离膜的制备、工程应用和膜污染的基础理论研究，模拟酶催化剂分子设计、合成及在仿生催化氧化中的应用研究等。“四室一所”建有“化学分析测试平台”和“物性测试平台”，拥有本学科科研所需的几乎所有高端先进大型仪器设备，实验室面积3000余平方米，万元以上仪器设备1000多台，仪器设备价值共计12000余万元。本专业毕业生就业面广，选择余地大，近年来毕业研究生的主要去向为：在国内外继续攻读博士学位，在科研院所任教或做科研工作，在政府机构当公务员，在外企或合资企业从事研发工作。欢迎有志于投身我国化工事业的热血青年报考北京工业大学化学工程与技术专业的研究生。

 

D．环境科学与工程（专业代码：0830）

 

环境科学与工程一级学科硕士点涵盖环境科学和环境工程2个二级学科硕士点，下设5个研究方向：污水处理与水污染控制工程、大气污染控制工程、区域大气PM2.5污染防治与环境规划管理、环境化学与检测、固体废弃物处理处置与资源化。本环境学科始建于1978年，是国内最早建立的环境专业之一，是我国首批（1981年）获得环境学科硕士学位授予权的单位之一，于2001年获得博士学位授予权，2004年获得环境科学与工程博士后流动站资格。本学科也是国家“211工程”重点建设学科和北京市重点学科，环境工程是北京市品牌专业建设。目前本学科有2门国家精品课程，并已升级为2门国家精品资源共享课，1门教育部精品视频公开课,4门北京市精品课程；拥有1个国家级教学团队，1名国家级教学名师和全国模范教师，2个北京市学术创新团队，3名北京市教学名师。科研方面，先后承担和主持完成了多项国家重大科技专项、国家自然科学基金重点项目和国家“863计划”等重大研究项目。目前拥有1个国家工程实验室、1个高等学校学科创新引智基地、3个北京市重点实验室、1个北京市工程技术研究中心、1个北京市国际科技合作基地等科技创新平台。先后获得国家科技进步二等奖3项，省部级科技一等奖6项，二等奖5项，国家教学成果一等奖和二等奖各1项。欢迎有志于投身我国环保事业的优秀青年报考我校环境科学与工程学科研究生。

 

E．动力工程（专业代码：085206）

 

动力工程专业型硕士学位依托于我校动力工程及工程热物理一级学科，主要研究能源科学领域中的关键科学理论、技术及方法，尤其是研究能量的传递、转换、储存及合理利用的前沿理论、技术与工程应用。本专业目前拥有教育部传热强化与过程节能重点实验室（同时也是北京市传热与能源利用重点实验室）、一级学科博士后流动站、新能源汽车北京实验室（与北京理工大学联合建设）和北京市热能与动力工程专业实验教学示范中心，而其中的热能工程专业是北京市重点学科。承担和完成了包括国家973、国家863、国家科技支撑计划和国家自然科学基金项目在内的多项重大科学研究任务,并力求突破本学科传统的研究领域与研究方法，向高科技方向发展，在低品位热能高效热功转换与利用、太阳能热发电与高温蓄热、新燃料低排放发动机及污染控制、工业过程节能与优化、氢能及燃料电池、高热流微型散热器和面向环境污染控制的节能减排技术等方面的研究取得了一系列在国内领先并具有国际影响的研究成果。本专业科研经费充足，得到学校“211工程”重点项目的资助，具有优异的实验和工作条件。本专业学制3年，主要研究方向如下：可再生能源利用与先进环境能源技术；能源动力系统优化及工程应用；制冷低温系统及其节能环保技术；动力机械及车辆动力系统节能、净化与控制。

 

博士点：动力工程及工程热物理、应用化学、环境科学与工程

 

A．动力工程及工程热物理 （专业代码：0807）

 

动力工程及工程热物理一级博士学科包含有热能工程、工程热物理、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程和化工过程机械6个二级学科，主要研究能源科学领域中的关键科学理论、技术及方法，尤其是研究能量的传递、转换、储存及合理利用的前沿理论与技术。本专业目前拥有教育部传热强化与过程节能重点实验室（同时也是北京市传热与能源利用重点实验室）、一级学科博士后流动站、新能源汽车北京实验室（与北京理工大学联合建设）和北京市热能与动力工程专业实验教学示范中心，而其中的热能工程专业是北京市重点学科。承担和完成了包括国家973、国家863、国家科技支撑计划和国家自然科学基金项目在内的多项重大科学研究任务,并力求突破本学科传统的研究领域与研究方法，向高科技方向发展，在低品位热能高效热功转换与利用、太阳能热发电与高温蓄热、新燃料低排放发动机及污染控制、工业过程节能与优化、氢能及燃料电池、高热流微型散热器和面向环境污染控制的节能减排技术等方面的研究取得了一系列在国内领先并具有国际影响的研究成果。本专业科研经费充足，得到学校“211工程”重点项目的资助，具有优异的实验和工作条件。本专业学制4年，学习年限3-5年，主要研究方向如下：可再生能源利用及先进环境能源理论与技术；强化传热传质理论与工程应用；制冷低温系统及其环保节能理论与技术；车辆及动力系统节能、净化与控制。

 

B．应用化学（专业代码：081704）

 

应用化学相关学科是北京工业大学建校的依托学科之一。在传承李琬、戴乾圜，张克从等老一辈杰出科学家严谨治学精神的基础上，经过几代人的不懈努力，本学科科学研究不断取得重要突破，学术水平稳步提高，2013年化学学科已进入ESI全球国际排名前1%的行列。

 

本学科针对国家及北京市急需解决的能源与环境问题，从绿色化学与化工角度入手，重点研究和开发用于“节能减排”的新材料与新技术。结合学科特点，主要致力于开展：纳米功能材料与自组装化学，工业与仿生催化及环境保护，界面电化学与微纳流控及生物分析，膜制备与分离技术四个方向的研究工作。

 

本博士点依托北京市重点建设的化学工程与技术学科和北京市绿色催化与分离重点实验室，拥有化学工程与技术博士后流动站。学校投巨资超过一亿元新建的“化学分析测试平台”和“物性测试平台”拥有本学科科学研究所需的几乎所有高端先进大型仪器设备，可供学生开放使用。

 

学科点现有教师30人，其中教授16人，博士生导师13人。包括“863”首席科学家1人，国家“杰出青年基金”获得者2人，国家“QR（青年）”入选者3人，中科院“百人计划”入选者2人，“全国百篇优秀博士论文”指导教师1人，北京市“高层次人才”入选者2人，北京市“长城学者”入选者2人，北京市跨世纪人才1人，卢嘉锡优秀导师奖获得者1人等。近五年承担“863”、“973”、“国家支撑”等重大科研课题10余项，国家及省部级基金项目50余项，总经费达到3500余万元。平均每年发表SCI收录科技论文100余篇，部分文章发表在Nature Commun., Chem. Rev., J.Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ACS Nano, Nano Energy,Small, Nanoscale, J. Catal., Appl. Catal. B-Environ., Chem. Soc. Rev.,J. Mater.Chem. A,  Chem. Commun., AIChE,等国际著名学术期刊上；年申请国际、国内专利30余项，部分专利成果实现了产业化。

 

本专业旨在培养具有坚实应用化学理论基础和具有较高外语水平，能够适应从事材料化学与化工、精细化工、分析检测、有机合成、工业催化、膜分离及其应用及环境保护等相关专业的科学研究、技术开发、产品研制、工程设计、生产管理等的宽口径高级专门人才。特别注重培养学生的创新能力和实践动手能力。毕业研究生就业起点高，择业面宽。欢迎有志于投身我国应用化学科研工作的青年学子报考北京工业大学应用化学专业的博士研究生。

 

联系人：李建荣，电话：010-67392332，E-mail：jrli@bjut.edu.cn

 

C．环境科学与工程（专业代码：0830）

 

环境科学与工程一级学科博士点涵盖环境科学和环境工程2个二级学科博士点，同时也是一级学科硕士点。下设5个研究方向：污水处理与水污染控制工程、大气污染控制工程、区域大气PM2.5污染防治与环境规划管理、环境化学与检测、固体废弃物处理处置与资源化。本环境学科始建于1978年，是国内最早建立的环境专业之一，是我国首批（1981年）获得环境学科硕士学位授予权的单位之一，于2001年获得博士学位授予权，2004年获得环境科学与工程博士后流动站资格。本学科也是国家“211工程”重点建设学科和北京市重点学科，环境工程是北京市品牌专业建设。目前本学科有2门国家精品课程，并已升级为2门国家精品资源共享课，1门教育部精品视频公开课,4门北京市精品课程；拥有1个国家级教学团队，1名国家级教学名师和全国模范教师，2个北京市学术创新团队，3名北京市教学名师。科研方面，先后承担和主持完成了多项国家重大科技专项、国家自然科学基金重点项目和国家“863计划”等重大研究项目。目前拥有1个国家工程实验室、1个高等学校学科创新引智基地、3个北京市重点实验室、1个北京市工程技术研究中心、1个北京市国际科技合作基地等科技创新平台。先后获得国家科技进步二等奖3项，省部级科技一等奖6项，二等奖5项，国家教学成果一等奖和二等奖各1项。本学科培养的博士生有1人获“全国优秀博士学位论文”，3人获提名奖。欢迎有志于投身我国环保事业的优秀青年报考我校环境科学与工程学科研究生。

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