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新能源材料工程研究中心

    机构名称
    新能源材料工程技术研究中心
    所属学科
    化学
    所属部门
    应用化学系
    负责人
    弓巧娟
    性别
    年龄
    56
    职称/职务
    教授
    联系电话
    13453951983
    负责人科研工作简介:
    长期从事碳纳米管和石墨烯纳米材料的控制合成、绿色制备、表面功能化的应用基础研究,在碳纳米材料掺杂并用于能源研究、复合材料的电化学传感、选择性吸附、分离等方面取得一定的研究成果。近5年来,主持省部级课题4项,发表学术研究论文12篇,SCI收录9篇,获得山西省教学成果二等奖1项,获石油化学工业联合会优秀教材一等奖1项,获兵器工业部优秀教材一等奖1项。
     
    主要人员情况
    姓名
    年龄
    学历
    专业技术职务
    研究方向
    姜秀平
    1971.02
    博士
    副教授
    无机化工
    贺永强
    1983.10
    博士
    副教授
    高分子化学
    张 云
    1983.03
    博士
    讲师
    材料学
    景晓霞
    1978.05
    博士
    副教授
    化学工程与技术
    常 锐
    1988.08
    博士
    讲师
    材料学
    鱼银虎
    1984.01
    博士
    讲师
    材料加工
    杨 旸
    1984.01
    博士
    讲师
    材料学
     
    二、科研情况简介
    (包括相关人员科研项目及经费资助情况、产学研合作情况、科技成果推广情况等)
    先后得到山西省基金、山西省教育厅、以及国家重点实验室等多项基金资助,
    与德尔新能源公司、丰喜新能源公司以项目研发的形式进行合作研究。已资助主要项目名称如下:
    1、基于艾滋病毒及早检测的功能化碳纳米管合成与性能研究2012011007-1
    2. 金属氧化物/碳基纳米复合材料研究SKLSP201227
    3. 靶向多功能含介孔夹层核壳结构纳米粒子的组装2013021011-5
    4. 石墨烯纳米复合材料制备研究
    5. 石墨烯/NixCo2-xS4复合电极材料制备及性能研究
    6. 挥发性有机化合物(VOCs)在线分析系统研究
    7. 双金属CuMY催化剂的固相反应法制备及其催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯性能研究201701D221045。
    8. 聚乳酸/黏土连续挤出过程中的协同作用及高阻隔材料制备BS201709
    近期联合申报了山西省重点建设项目,正在申报盐湖区重点研究项目。
     
     
     
     
    三、研究机构主要研究方向和工作目标
       主要研究方向和工作目标:
    1、开展新能源材料有关的电极材料研究
    新型电极材料开发是电池研究领域的热点之一, NixCo2-xS4/石墨烯复合电极材料,可以带动电动汽车动力电池、电动汽车制造等产业发展。拟以本学科方向自制的氧化石墨为原料,研究不同还原方法对石墨烯表面官能团种类、数量和位置的影响,通过调节石墨烯中,含氧官能团(如:羟基、羧基以及环氧化物)的数量,进而提高其稳定性和电化学特性。同时,结合碳材料作为超级电容器电极材料在大倍率充放电、循环稳定性方面的优势和尖晶石结构NixCo2-xS4电容量高的特点,通过溶剂热合成在石墨烯薄膜上原位生长尖晶石结构NixCo2-xS4的方法将二者有机复合,使新材料既具有高的比容量,也具有优异的大倍率充放电能力和循环稳定性。通过对石墨烯/NixCo2-xS4 复合材料进行结构调控和制备工艺优化,制备出比容量大于800F/g且高循环稳定性的石墨烯/NixCo2-xS4 复合电极材料。
    2、开展Al(或Mg)-空气电池研究
    运城市有丰富的Al、Mg产业资源,提升产品附加值,既是产业转型提质的需要,也是排活经济,增加就业的需要,我2016年赴加拿大短期学术交流(45天)前后,就Al、Mg在电池方面的研究与应用,同国内电化学领域的知名学者东华大学乔锦丽教授进行过探讨,乔教授应邀为我系师生做了学术报告。在加拿大学术交流期间,我又和加拿大国家科学研究院(魁北克),能源材料研究所,纳米能源实验室主任孙书会教授就有关问题进行了较深入的讨论。并分别与乔、孙两位教授一起合作发表了研究论文。
    3、其它新型纳米碳材料制备与应用研究
    开展基于石墨烯纳米材料的控制合成、绿色制备、表面功能化,以及复合材料的电化学传感、选择性吸附、分离研究。
     
     
     
    四、研究机构设置的必要性和可行性分析
    为了切实提升科研水平,提高人才培养质量,服务地方经济社会发展能力,助推化学学科建设,我真心期待从应用化学系主任管理岗位退下来后,在退休之前,能够为学院多作点事情。经研究国家新能源产业发展战略,企业、行业调研,运城市新能源产业发展态势分析,结合我系材料化学专业,新能源材料定位对人才培养的需要,以及所在的化学重点建设学科的发展需要,围绕合成化学学科方向,提出成立新能源材料工程技术研究中心申请。该机构的设立对促进学科建设、培养团队青年教师成长、服务地方经济建设、相关专业应用型人才培养既十分必要也完全可行。
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

河东化工资源研究所

     
     
    机构名称
    河东化工资源研究所
    所属学科
    化学
    所属部门
    应用化学系
    负责人
    姚陈忠
    性别
    年龄
    37
    职称/职务
    教授
    联系电话
    13593595234
    负责人科研工作简介:长期从事新能源材料光电化学研究,入选山西省高等学校优秀青年学术带头人。承担一项国家自然基金面上项目,一项国家青年自然科学基金项目,一项省青年科技研究基金项目。在J. Mater. Chem. A, J. Power Sources等国内外学术杂志上发表论文30余篇,授权国家发明专利1项,2013年获山西省高等学校科学研究优秀成果(科学技术)自然科学二等奖。
    主要人员情况
    姓名
    年龄
    学历
    专业技术职务
    研究方向
    姚陈忠
    37
    研究生
    教授
    应用电化学
    杨海英
    39
    研究生
    副教授
    生命分析化学
    王  杰
    45
    研究生
    副教授
    盐湖精细化学品化学
    王高峰
    39
    研究生
    副教授
    金属有机化学
    柴小川
    34
    研究生
    副教授
    金属有机化学
    秦英恋
    36
    研究生
    副教授
    金属无机化学
    马会宣
    57
    研究生
    教授
    介孔材料
    孙述文
    39
    研究生
    副教授
    电分析化学
    周福林
    38
    研究生
    副教授
    电分析化学
    王鹏
    35
    研究生
    讲师
    有机金属材料
    杨斌武
    40
    研究生
    副教授
    环境化学
    刘赵荣
    40
    研究生
    副教授
    新能源材料
    赵丹
    41
    研究生
    副教授
    金属材料
    李军
    45
    研究生
    副教授
    表面化学
    王玉春
    38
    研究生
    副教授
    催化材料
    宋少飞
    39
    研究生
    副教授
    金属有机化学
    贾李娟
    29
    研究生
    讲师
    吸附材料
    孙鸿
    55
    研究生
    副教授
    吸附材料
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    二、科研情况简介
    (包括相关人员科研项目及经费资助情况、产学研合作情况、科技成果推广情况等)
    1、科研项目及经费资助情况
    . (1) 姚陈忠:过渡金属羟基氧化物改性的复合光阳极材料制备及光电化学性质研究(国家自然科学基金21576230),65万元,2016-2019;
     (2) 姚陈忠:电化学制备纳米有序聚苯胺/稀土-铁族金属磁性高熵合金复合材料(国家青年科学基金51101138), 24万元,2012-2014;
     (3) 姚陈忠:基于廉价金属氧化物半导体复合材料的合成与光电转换器件集成研究(山西省优秀青年基金201701D211004),15万元,2017-2019;
     (4) 姚陈忠:镁-稀土-过渡金属高熵合金薄膜的制备及磁性研究(山西省青年科技研究基金2012021020-3),5万元,2012-2014;
     (5) 王玉春:双金属CuMY催化剂的固相反应法制备及其催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯性能研究(山西省青年科技研究基金201701D221045),3万元,2017-2019;
     (6) 贺永强:靶向多功能含介孔夹层核壳结构纳米粒子的组装(山西省青年科技研究基金2013021011-5);3万元,2013-2015.
     (7) 杨海英:前列腺癌标示物电化学发光生物传感器的研究 (山西省教育厅科技创新项目2013151),3万元,2013-2015;
    2、产学研合作情况
     (1) 姚陈忠:产品测试检测,运城市清泽环保科技有限公司合作项目,5万元,2018-2021;
    (2) 刘赵荣:石墨烯/NixCo2-xS4复合电极材料制备及性能研究,山西得尔汽车销售有限公司合作项目,16万元,2017-2019;
    (3) 王杰:聚乳酸/黏土连续挤出过程中的协同作用及高阻隔材料制备(中国轻工业绿色塑料成型技术与质量评价重点实验室资助项目BS201709),3万元,2017-2019。
    (4) 刘赵荣:挥发性有机化合物(VOCs)在线分析系统研究,四川省高校重点实验室开放实验项目,4万元,2016-2018;
    (5) 秦英恋:氰基桥联d10异金属配合物的合成与光学性能研究(磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室开放基金MMMM-201603),3万元,2016-2018。
     
     
    三、研究机构主要研究方向和工作目标
    (1) 应用电化学
    针对运城周边地区相关化工企业“产品单一、附加值低、资源消耗大”的问题,围绕新能源技术开发和资源高效利用,结合山西省和运城市的丰产资源(镁和铝等)优势和产业结构,本方向将重点开展:
    ① 金属空气电池
    围绕运城盐湖和特色丰产资源(镁,铝,钠)的相关技术研发需求,着重开展Mg-O2,Al-O2,Na-CO2等新型电池,研究影响电池容量、寿命、湿贮存性能等关键因素,开发出具有高比能量,且稳定性好的全固态碱性电池。
    ② 电化学催化
    构建新型金属有机骨架(MOFs)材料,并应用于电催化析氢和析氧反应,研究催化机理,探求结构和催化性能之间的关系,为该类电催化材料的设计提供理论参考。
    ③ 光电器件(薄膜太阳电池及光探测器)
    主要研究有机无机及纯无机钙钛矿薄膜的光电性质,围绕影响电池稳定性和转换效率的因素,通过研发光热稳定性好、耐潮湿且价格较低廉的钙钛矿材料,进而优化薄膜及器件的制备工艺,从本质上解决其稳定性问题,促进技术成果的转化与应用。
    建设成效:本方向着重开展电化学新能源材料研究,将在镁铝电池方面的技术开发和利用,新型MOFs材料的电化学催化性能研究,及基于钙钛矿薄膜光电器件性能提升和应用等方面取得突破。
    (2)生命分析化学
    主要内容:随着生命科学研究的迅速发展,生命科学与其他学科的交叉已成为新的科学发展趋势。以方法和手段为研究要素的分析化学,早已与生命科学研究产生交叉。主要研究新型纳米材料及在生命分析化学领域的应用,围绕建立新的分析方法和技术为目的,拟开展以下三方面的研究工作。
    ① 运城盐湖微量元素与生命健康研究
    围绕盐湖湖水特别是湖底沉积的黑泥富含人体所需的钾、钠、锌、钙、镁、铁、铜及硫酸盐和碳酸盐等矿物质和微量元素,建立基于新型纳米复合材料的新方法和新手段,着重研究湖水和黑泥中富含的矿物质及微量元素含量及与人类生命健康的密切关系。
    ② 生物电催化研究
    围绕已有的铜配合物掺杂石墨烯半导体纳米材料电催化脱氧核糖核酸,组装高灵敏传感界面高灵敏检测癌症标志物、细菌和细胞新方法的研究,重点设计和研制掺杂石墨烯复合材料合成,构建三维纳米生物传感界面,利用电化学催化、材料物理与化学、生物化学和显微电子学多学科交叉,系统深入研究材料的合成路线和催化性能分析,并力图阐明结构参数与制备条件之间内在联系。结合电化学法和电化学发光法研究复合材料在生命分析科学的应用,建立新的生命分析方法。
    ③ 有机荧光分子合成及应用研究
    在已有的基于脂质体、铜纳米簇等纳米材料信号放大的荧光脱氧核糖核酸和生物酶的基础上,制备具有高催化性能和信号放大作用的纳米复合材料,研究其合成、荧光特性及其生命分析化学中的应用。
    建设成效:研究成果将为盐湖湖水及黑泥的应用开发提供理论依据,促进资源利用;将有效地促进复合纳米材料在电催化领域和生命分析领域的研究和应用,为材料的可控制备和性能研究提供理论基础,在纳米材料高性能界面和方法研究取得突破。
    (3) 盐湖精细化学品化学
    该方向主要依托运城盐湖及周边化工资源,面向地方需求和国家需求,运用纳米技术、有机改性技术、高分子化学技术、催化技术以及材料复合技术等现代化学技术,延伸产品现有产业链,提高产品附加值,实现运城周边化工资源的综合利用和深加工。主要研究领域为:
    ① 盐湖及周边资源精细化研究
    围绕运城盐湖资源利用,结合南风集团和丰喜化工现有产品结构,重点开展硫酸盐、碳酸盐以及镁系列产品的粉体微细化、纳米化及表面改性等深加工,并研究其在高分子复合材料中的应用。利用盐湖黑泥富含多种人体所需矿物质及微量元素,开发符合天然健康的护肤日化精细化学品。
    ② 水泥添加剂及功能高分子研究
    以南风现有硫化钠、硫氢化钠产品为起点,开发巯基功能化系列产品研究(高分子合成重要的分子量调节剂和改性剂),并在此基础上,结合万荣县在全国水泥添加剂行业的龙头地位,重点开展聚羧酸盐系列水泥添加剂和功能高分子的合成研究。
    ③ 染料助剂精细化学品研究及绿色合成
    围绕山西青山化工、山西翔宇化工等地方龙头化工企业,开展荧光增白剂系列产品(特别是环保型增白剂、塑料用增白剂)、染料系列产品、橡胶助剂系列产品(以山西煤化工产品苯胺为起点,重点开展防老剂、硫化剂、硫化助剂)的绿色合成工艺(主要利用催化技术,研究染料助剂绿色氧化和还原工艺),力图提高产品市场竞争力。
    建设成效:研究成果将在盐湖资源利用和产品深加工及产业化应用开发方面;聚羧酸盐水泥添加剂结构改善和性能提升及产业化应用方面;丰富优化运城地方荧光增白剂、橡胶助剂产品结构和提升产品竞争力等方面可能取得突破。
     
     
    四、研究机构设置的必要性和可行性分析
    化学学科结合局域资源及化学工业特点,助推地方产业的转型发展,可以满足局域产业发展对用得上留得住的高层次化学化工人才的迫切需求,得到快速、定向、特色发展。本学科以地方化工为依托,研究特色明显,彰显出巨大的发展潜力,对区域社会经济建设产生重大影响。现拥有应用化学示范教学中心等科学研究与教学平台;“应用电化学”、“生命分析化学”和“盐湖精细化学品化学”等特色研究方向,学术团队中有教授3人,副教授12人,讲师8人,其中省级学术带头人2人,兼职硕导6人。
    当前,应用化学系化学学科存在以下主要问题:①师资队伍专业过于分散,学科方向需要进一步凝练。② 科研经费不足,研究团队在实验室、实验设备、资料查阅等方面的科研需求,继续提升。③现有科研管理制度不够完善,急需出台科学研究和教学相长的政策文件。
        通过成立应用化学研究所,可为学科研究方向凝练,学术团队长期稳定发展,以及青年教师成长提供科学研究平台,并将摸索出适于我院化学学科发展的相关科研管理制度。因此成立该研究所是必要的,也是可行的。
     
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