碩士點：物理化學、動力工程及工程熱物理、化學工程與技術、環境科學與工程、動力工程

 

A．物理化學（專業代碼：070304）

 

本學科涉及的研究方向主要有：能源材料物理化學、微納分析與生物成像、自組裝與催化化學、納米材料物理化學.

 

1. 能源材料物理化學方向的主要研究內容有：鋰離子電池電極材料、鈉離子電池電極材料、燃料電池催化劑。

 

1.1鋰離子電池電極材料主要研究新型鋰離子電極材料的制備、電化學性能及結構及應用。結合第一性原理計算和多重散射理論，探討鋰離子電極材料的“主-客” 體之間電荷轉移機制，確定嵌入反應和電池循環中電荷傳遞的本質，解決微觀結構對電化學性能的影響，研究鋰離子電池正、負極材料的電化學活性，晶格穩定性，相變特性等與嵌入元素種類，濃度的關系。

 

1.2鈉離子電極材料主要研究新型鈉離子電極正負極材料的設計和制備，構建功率性能、循環性能和能量密度較優的鈉離子電池儲能體系、電池的電化學性能表征及實際應用的推廣。研究電極材料的合成條件與材料物相、形貌的衍變機理，探索電極材料的反應機制、離子在晶體結構中的遷移、充放電過程中結構的變化，并結合第一性原理計算等系統分析鈉離子電池電極材料。

 

1.3燃料電池催化劑主要利用現代納米材料制備技術及現代物理化學研究方法，開發碳載體多尺度納米甲醇電氧化及金屬空氣電極材料的制備新方法，研究催化劑的均勻性、催化劑的尺度與成份梯度控制、非貴金屬催化劑的開發及稀土氧化物對材料的促進作用，采用量子化學方法模擬催化劑的結構和催化機理。

 

2. 微納分析與生物成像方向的主要研究內容有：微納尺度分析、生物成像、診療藥物。

 

2.1微納尺度分析方向是利用微納尺度表界面和流體流動的特性、高效的傳熱傳質性質、高度靈活設計和表面精確調控的優勢等，研究微納流體的精準驅動、超微量體積樣品的精準操控，構筑微納分析系統，實現超微體積樣品的分離分析，應用于單細胞分析；建立微流控可控合成功能納米材料及其原位在線表征方法；構筑構建微型化的分析系統，用于生物、藥物、環境和食品安全等分析。

 

2.2生物成像方向瞄準細胞分析與成像的科學前沿，以超分辨熒光光學成像系統為基礎，開拓單細胞三維全景高分辨X射線成像方法學的研究，著重于X射線相襯成像的物理機制研究，基于此物理機制，探索X射線相襯成像的硬件系統搭建、高分辨成像的算法分析。利用所搭建的成像系統，研究單細胞水平的分子分布、亞細胞器結構的變化，結合具體的生物問題，探索超高分辨生物成像技術在腫瘤早期發生、早期神經細胞損傷的結構變化研究中的具體應用，利用活細胞、活體成像系統、質譜、納米探針，建立活細胞、活體內多種分子的原位熒光標記、質譜定量的系列生物/醫學分析方法。

 

2.3診斷治療藥納米藥物方向是構建集成像、靶向、治療多功能為一體的納米藥物，其目標是實現精準治療或個性化治療。近些年來，熒光碳點的高效熒光、低毒和良好的生物相容性使其成為良好的納米藥物載體和熒光成像劑，本方向的研究主要以熒光碳點為載體實現藥物和/或靶向的高效集成，實現對藥物在體內的有效控制和監控，這對腫瘤的診斷、治療方案的設計、手術的導引都具有很大的幫助。

 

3. 自組裝與催化化學方向的主要研究內容有：自組裝化學和催化化學。

 

3.1自組裝化學方向是研究在復雜體系中自發形成有序結構高分子或超分子乃至生物大分子的過程。運用配位鍵驅動的自組裝化學技術，構筑新型的分子智能材料，開發離子傳感、環境監測、分子光電開關、分子光轉換器件、人工分子反應容器和自組裝酶。本研究方向重點研究“超金屬-金屬成鍵”對光、電、磁、催化、手性等功能的協同調控。并利用“超金屬-金屬成鍵”作用，合理設計出功能導向的金屬-金屬成鍵簇合物，用于協同活化/催化惰性小分子的多重鍵，探索在環境有害惰性化學物種治理方面的應用前景。

 

3.2催化化學是一門研究催化劑制備及其表征方法的科學。傳統催化材料（大粒子的體相和負載型化合物）目前已基本上建立了較為成熟的制備技術。近年來迅速崛起的納米和規整孔的分子自組裝制備技術賦予了催化材料新的物化性質，拓展了催化材料的應用領域。研究納米規整孔材料的可控制備技術是保證此類催化劑具有穩定催化性能的前提條件，而采用現代物理化學中的各種表征手段對這些材料進行深入細致地剖析又可為新型高效催化劑的設計提供理論基礎和實踐指南。本研究方向主要以環境和能源領域的應用為目標，以納米科學和現代催化理論為基礎，從設計活性中心及可控制備催化材料出發，研究環境與能源催化基礎理論和應用技術，最終實現若干技術的工程化應用。

 

4.納米材料物理化學方向的主要研究納米材料的合成與制備新方法，新途徑及其在催化、光電轉化以及電化學特性等方面的應用。主要研究重點在合成途徑的設計，并通過理論模擬與計算來指導納米材料的設計。光催化技術是模擬自然界光合作用將光能轉化為化學能的過程，其不僅用來解決能源問題，還在環境治愈，如大氣、水質凈化方面有著潛在的應用前景。本研究方向主要是通過理論計算來設計就有可見光響應的半導體材料、通過實驗來合成或開發具有可見光響應的光催化劑納米材料，并將其應用于水分解制氫、二氧化碳還原、氮固定、有機反應和環境治愈等方面。

 

B．動力工程及工程熱物理（專業代碼：0807）

 

動力工程及工程熱物理學術型碩士學位授權學科依托于我校動力工程及工程熱物理一級學科，主要研究能源科學領域中的關鍵科學理論、技術及方法，尤其是研究能量的傳遞、轉換、儲存及合理利用的前沿理論與技術。本專業目前擁有教育部傳熱強化與過程節能重點實驗室（同時也是北京市傳熱與能源利用重點實驗室）、一級學科博士后流動站、新能源汽車北京實驗室（與北京理工大學聯合建設）和北京市熱能與動力工程專業實驗教學示范中心，而其中的熱能工程專業是北京市重點學科。承擔和完成了包括國家973、國家863、國家科技支撐計劃和國家自然科學基金項目在內的多項重大科學研究任務,并力求突破本學科傳統的研究領域與研究方法，向高科技方向發展，在低品位熱能高效熱功轉換與利用、太陽能熱發電與高溫蓄熱、新燃料低排放發動機及污染控制、工業過程節能與優化、氫能及燃料電池、高熱流微型散熱器和面向環境污染控制的節能減排技術等方面的研究取得了一系列在國內領先并具有國際影響的研究成果。本專業科研經費充足，得到學校“211工程”重點項目的資助，具有優異的實驗和工作條件。本專業學制3年，主要研究方向如下：可再生能源利用及先進環境能源理論與技術；強化傳熱傳質理論與工程應用；制冷低溫系統及其環保節能理論與技術；車輛及動力系統節能、凈化與控制。

 

C．化學工程與技術（0817）

 

化學工程與技術一級學科碩士點涵蓋應用化學、工業催化、化學工程、化學工藝、生物化工五個二級學科碩士點，開設工業催化與納米科學、自組裝化學與納米功能材料、材料化學理論與應用、膜科學與化工分離技術、綠色化學與精細有機化工等五個研究方向，分別隸屬于“四室一所”：催化化學與納米科學研究室、自組裝化學與納米功能材料研究室、材料化學及應用研究室、膜科學與技術研究室和綠色化學與有機化工研究所。現有教師25人，其中教授13人（博導11人），副教授8人，講師4人。近五年來，主持國家、省部級項目60余項，總到校經費3000余萬元，獲省部級獎勵3次，發表論文400余篇（三大檢索論文200余篇），獲授權專利60余項，出版專著教材12部。

 

本學科針對北京市重點研究、開發、生產高技術含量、高附加價值、高效益、低污染、低能耗的精細化學品、電子信息化學品、生物新醫藥以及綠色節能化工新工藝的要求，主要致力于催化與納米科學、自組裝與功能材料、材料化學及應用、膜科學與技術、綠色化學品合成及應用等五個方向的研究工作。具體包括煙氣脫硝、烴類選擇催化轉化、天然氣和揮發性有機物催化燃燒研究，自組裝金屬-有機骨架材料的合成及在氣體儲存與吸附分離中的應用研究，分子篩設計、合成及催化應用研究，液體和氣體分離膜的制備、工程應用和膜污染的基礎理論研究，模擬酶催化劑分子設計、合成及在仿生催化氧化中的應用研究等。“四室一所”建有“化學分析測試平臺”和“物性測試平臺”，擁有本學科科研所需的幾乎所有高端先進大型儀器設備，實驗室面積3000余平方米，萬元以上儀器設備1000多臺，儀器設備價值共計12000余萬元。本專業畢業生就業面廣，選擇余地大，近年來畢業研究生的主要去向為：在國內外繼續攻讀博士學位，在科研院所任教或做科研工作，在政府機構當公務員，在外企或合資企業從事研發工作。歡迎有志于投身我國化工事業的熱血青年報考北京工業大學化學工程與技術專業的研究生。

 

D．環境科學與工程（專業代碼：0830）

 

環境科學與工程一級學科碩士點涵蓋環境科學和環境工程2個二級學科碩士點，下設5個研究方向：污水處理與水污染控制工程、大氣污染控制工程、區域大氣PM2.5污染防治與環境規劃管理、環境化學與檢測、固體廢棄物處理處置與資源化。本環境學科始建于1978年，是國內最早建立的環境專業之一，是我國首批（1981年）獲得環境學科碩士學位授予權的單位之一，于2001年獲得博士學位授予權，2004年獲得環境科學與工程博士后流動站資格。本學科也是國家“211工程”重點建設學科和北京市重點學科，環境工程是北京市品牌專業建設。目前本學科有2門國家精品課程，并已升級為2門國家精品資源共享課，1門教育部精品視頻公開課,4門北京市精品課程；擁有1個國家級教學團隊，1名國家級教學名師和全國模范教師，2個北京市學術創新團隊，3名北京市教學名師。科研方面，先后承擔和主持完成了多項國家重大科技專項、國家自然科學基金重點項目和國家“863計劃”等重大研究項目。目前擁有1個國家工程實驗室、1個高等學校學科創新引智基地、3個北京市重點實驗室、1個北京市工程技術研究中心、1個北京市國際科技合作基地等科技創新平臺。先后獲得國家科技進步二等獎3項，省部級科技一等獎6項，二等獎5項，國家教學成果一等獎和二等獎各1項。歡迎有志于投身我國環保事業的優秀青年報考我校環境科學與工程學科研究生。

 

E．動力工程（專業代碼：085206）

 

動力工程專業型碩士學位依托于我校動力工程及工程熱物理一級學科，主要研究能源科學領域中的關鍵科學理論、技術及方法，尤其是研究能量的傳遞、轉換、儲存及合理利用的前沿理論、技術與工程應用。本專業目前擁有教育部傳熱強化與過程節能重點實驗室（同時也是北京市傳熱與能源利用重點實驗室）、一級學科博士后流動站、新能源汽車北京實驗室（與北京理工大學聯合建設）和北京市熱能與動力工程專業實驗教學示范中心，而其中的熱能工程專業是北京市重點學科。承擔和完成了包括國家973、國家863、國家科技支撐計劃和國家自然科學基金項目在內的多項重大科學研究任務,并力求突破本學科傳統的研究領域與研究方法，向高科技方向發展，在低品位熱能高效熱功轉換與利用、太陽能熱發電與高溫蓄熱、新燃料低排放發動機及污染控制、工業過程節能與優化、氫能及燃料電池、高熱流微型散熱器和面向環境污染控制的節能減排技術等方面的研究取得了一系列在國內領先并具有國際影響的研究成果。本專業科研經費充足，得到學校“211工程”重點項目的資助，具有優異的實驗和工作條件。本專業學制3年，主要研究方向如下：可再生能源利用與先進環境能源技術；能源動力系統優化及工程應用；制冷低溫系統及其節能環保技術；動力機械及車輛動力系統節能、凈化與控制。

 

博士點：動力工程及工程熱物理、應用化學、環境科學與工程

 

A．動力工程及工程熱物理 （專業代碼：0807）

 

動力工程及工程熱物理一級博士學科包含有熱能工程、工程熱物理、動力機械及工程、流體機械及工程、制冷及低溫工程和化工過程機械6個二級學科，主要研究能源科學領域中的關鍵科學理論、技術及方法，尤其是研究能量的傳遞、轉換、儲存及合理利用的前沿理論與技術。本專業目前擁有教育部傳熱強化與過程節能重點實驗室（同時也是北京市傳熱與能源利用重點實驗室）、一級學科博士后流動站、新能源汽車北京實驗室（與北京理工大學聯合建設）和北京市熱能與動力工程專業實驗教學示范中心，而其中的熱能工程專業是北京市重點學科。承擔和完成了包括國家973、國家863、國家科技支撐計劃和國家自然科學基金項目在內的多項重大科學研究任務,并力求突破本學科傳統的研究領域與研究方法，向高科技方向發展，在低品位熱能高效熱功轉換與利用、太陽能熱發電與高溫蓄熱、新燃料低排放發動機及污染控制、工業過程節能與優化、氫能及燃料電池、高熱流微型散熱器和面向環境污染控制的節能減排技術等方面的研究取得了一系列在國內領先并具有國際影響的研究成果。本專業科研經費充足，得到學校“211工程”重點項目的資助，具有優異的實驗和工作條件。本專業學制4年，學習年限3-5年，主要研究方向如下：可再生能源利用及先進環境能源理論與技術；強化傳熱傳質理論與工程應用；制冷低溫系統及其環保節能理論與技術；車輛及動力系統節能、凈化與控制。

 

B．應用化學（專業代碼：081704）

 

應用化學相關學科是北京工業大學建校的依托學科之一。在傳承李琬、戴乾圜，張克從等老一輩杰出科學家嚴謹治學精神的基礎上，經過幾代人的不懈努力，本學科科學研究不斷取得重要突破，學術水平穩步提高，2013年化學學科已進入ESI全球國際排名前1%的行列。

 

本學科針對國家及北京市急需解決的能源與環境問題，從綠色化學與化工角度入手，重點研究和開發用于“節能減排”的新材料與新技術。結合學科特點，主要致力于開展：納米功能材料與自組裝化學，工業與仿生催化及環境保護，界面電化學與微納流控及生物分析，膜制備與分離技術四個方向的研究工作。

 

本博士點依托北京市重點建設的化學工程與技術學科和北京市綠色催化與分離重點實驗室，擁有化學工程與技術博士后流動站。學校投巨資超過一億元新建的“化學分析測試平臺”和“物性測試平臺”擁有本學科科學研究所需的幾乎所有高端先進大型儀器設備，可供學生開放使用。

 

學科點現有教師30人，其中教授16人，博士生導師13人。包括“863”首席科學家1人，國家“杰出青年基金”獲得者2人，國家“QR（青年）”入選者3人，中科院“百人計劃”入選者2人，“全國百篇優秀博士論文”指導教師1人，北京市“高層次人才”入選者2人，北京市“長城學者”入選者2人，北京市跨世紀人才1人，盧嘉錫優秀導師獎獲得者1人等。近五年承擔“863”、“973”、“國家支撐”等重大科研課題10余項，國家及省部級基金項目50余項，總經費達到3500余萬元。平均每年發表SCI收錄科技論文100余篇，部分文章發表在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,等國際著名學術期刊上；年申請國際、國內專利30余項，部分專利成果實現了產業化。

 

本專業旨在培養具有堅實應用化學理論基礎和具有較高外語水平，能夠適應從事材料化學與化工、精細化工、分析檢測、有機合成、工業催化、膜分離及其應用及環境保護等相關專業的科學研究、技術開發、產品研制、工程設計、生產管理等的寬口徑高級專門人才。特別注重培養學生的創新能力和實踐動手能力。畢業研究生就業起點高，擇業面寬。歡迎有志于投身我國應用化學科研工作的青年學子報考北京工業大學應用化學專業的博士研究生。

 

聯系人：李建榮，電話：010-67392332，E-mail：[email protected]

 

C．環境科學與工程（專業代碼：0830）

 

環境科學與工程一級學科博士點涵蓋環境科學和環境工程2個二級學科博士點，同時也是一級學科碩士點。下設5個研究方向：污水處理與水污染控制工程、大氣污染控制工程、區域大氣PM2.5污染防治與環境規劃管理、環境化學與檢測、固體廢棄物處理處置與資源化。本環境學科始建于1978年，是國內最早建立的環境專業之一，是我國首批（1981年）獲得環境學科碩士學位授予權的單位之一，于2001年獲得博士學位授予權，2004年獲得環境科學與工程博士后流動站資格。本學科也是國家“211工程”重點建設學科和北京市重點學科，環境工程是北京市品牌專業建設。目前本學科有2門國家精品課程，并已升級為2門國家精品資源共享課，1門教育部精品視頻公開課,4門北京市精品課程；擁有1個國家級教學團隊，1名國家級教學名師和全國模范教師，2個北京市學術創新團隊，3名北京市教學名師。科研方面，先后承擔和主持完成了多項國家重大科技專項、國家自然科學基金重點項目和國家“863計劃”等重大研究項目。目前擁有1個國家工程實驗室、1個高等學校學科創新引智基地、3個北京市重點實驗室、1個北京市工程技術研究中心、1個北京市國際科技合作基地等科技創新平臺。先后獲得國家科技進步二等獎3項，省部級科技一等獎6項，二等獎5項，國家教學成果一等獎和二等獎各1項。本學科培養的博士生有1人獲“全國優秀博士學位論文”，3人獲提名獎。歡迎有志于投身我國環保事業的優秀青年報考我校環境科學與工程學科研究生。

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