北京工业大学物理化学研究生专业是环境与能源工程学院下设的在职研究生专业,环境与能源工程学院现有环境科学、环境工程、应用化学、新能源科学与工程和热能与动力工程5个本科专业,环境科学与工程、动力工程及工程热物理2个一级学科博士及硕士学位授权点,应用化学二级学科博士学位授权点,环境科学与工程和动力工程与工程热物理2个博士后流动站,化学工程与技术一级硕士学位授权点和物理化学二级硕士学位授权点,以及环境工程在职研究生、动力工程和化学工程3个工程硕士领域授权。北京工业大学物理化学研究生专业简介如下:
本学科涉及的研究方向主要有:能源材料物理化学、催化化学、纳米材料物理化学、微纳流控及应用。
能源材料化学是指采用化学的方法制备化学电源电极材料。具体研究内容有:锂离子电池电极材料及直接甲醇燃料电池催化剂。锂离子电池电极材料主要研究镍钴酸锂的掺杂合成制备、电化学性能及结构。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。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电极材料的一体化制作新方法,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。
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。我校环能学院催化团队研究指导思想是: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。
纳米材料物理化学是研究纳米材料的合成与制备新方法,新途径,及其在催化,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,理论与实践。纳米材料功能化应用的相关半导体理论与实践等。
微纳流控及应用方向是利用微纳尺度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,构建微纳流体驱动和控制新技术,建立微流控可控合成功能纳米材料新方法、构筑微型化的微纳分析系统,用于生物、药物、环境和食品安全等分析。