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        煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室

        Anhui ProvinceKey Laboratory of Coal Clean Conversion and High Valued Utilization,

        AnhuiUniversity of Technology

        一、实验室简介

        煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室(以下简称实验室)隶属于安徽省科技厅,依托于安徽工业大学。实验室以煤的洁净转化与综合利用为特色,专门从事煤清洁转化与高效利用方面的研究。它以该领域创新性成果、技术的研发和高层次创新人才的培养为目标,立足华东、面向全国煤炭的绿色、高效、低碳、高值化利用,为煤炭行业产业升级、实现环境和资源可持续发展提供理论、技术和人才支持。

        二、实验室的研究方向、主要研究内容

        本实验室主要围绕四个方向开展研究:

        方向1、煤催化转化与分级高效利用技术

        研究内容主要开展煤大分子结构与非共价键缔合基础理论研究,考察大分子缔合结构对重质产物应用性能的影响规律;中低阶煤的热溶解聚及分级利用技术研究,重点进行热溶物高效液化、配煤炼焦和化学链燃烧应用研究;煤直接加氢液化及其催化技术研究,主要进行煤液化产物制高密度燃料及其高效催化剂的开发;煤的温和热解与提质技术研究,主要进行低阶煤预处理和改质,实现低阶煤高附加值利用。

        方向2、焦炭质量控制与炼焦工艺系统节能技术

        研究内容:围绕大容积高炉环境对焦炭质量的破坏行为,进行高炉温度、煤气成分、煤气压力、机械压力、煤气组成、富氧率、停留时间等对焦炭微观结构、热态性能的影响研究;研究焦炭溶损反应影响因素和反应机理,包括配煤结构、煤岩组成、反应温度、反应气体压力、反应气体浓度、矿物催化以及碳质结构和微晶结构以及分子模拟等;针对不同焦炉(捣固、顶装)的焦炭质量、高温热化学反应机理以及影响因素,探寻符合高炉生产实际的焦炭质量评价方法,在此基础上,研究不同预处理工艺以及低阶煤提质对焦炭质量的影响;开发自动加热智能控制系统,以进一步降低炼焦耗热量;开发适用于焦化企业的焦炉煤气脱硫脱氰与脱硫废液处理技术,以及燃中控氮、燃后脱硫脱硝和焦炉烟道气废热利用一体化技术。

        方向3、碳基新能源材料制备与高值利用

        研究内容:主要开展煤焦油沥青等的热解、聚合和芳构化行为研究,采用浸渍法实现碳源、纳米氧化物模板和氢氧化钾活化剂的混和、研磨后,分别采用微波快速加热和常规程序加热,通过纳米氧化物模板的导向和占位造孔及氢氧化钾的原位化学活化制备三维多孔石墨烯材料;通过对三维多孔石墨烯的表征,借助三维多孔石墨烯对不同分子尺寸吸附质的吸附模型差异和对吸/脱附曲线的分析,指导三维多孔石墨烯的构建,研究三维多孔石墨烯的形成机理;以三维多孔石墨烯为活性材料,制备超级电容器用三维多孔石墨烯电极或者锂离子电池用负极材料,研究三维多孔石墨烯电极电化学性能,阐明超级电容器用三维多孔石墨烯材料的储能机理。

        方向4、煤基化产品绿色分离与高值利用技术

        研究内容:基于煤及高温煤焦化副产品的特征,主要开展针对煤基化产品生产的高效转化技术及催化剂制备与催化技术研究,重点围绕高温煤焦油选择性加氢,揭示缩合芳香组分的加氢裂解规律,形成选择性加氢增产轻质芳烃的调控机制和高效催化剂制备技术;围绕褐煤温和解聚制备精细化学品原料,考察褐煤结构与解聚反应性及催化作用规律,进而根据解聚产物结构特点开展高效、廉价的精细化学品设计与技术开发,形成褐煤高值化利用新技术。同时,以吡啶、喹啉等杂环类化合物为先导,开展新型金属配合物高性能光电材料及瓜环类分子识别与分离功能材料的合成研究,揭示其构效关系,探索煤基化学品高值化利用新途径。

        三、队伍建设及人才培养计划

        队伍建设是实验室建设和发展的基础,人才培养是实验室建设的主要目的之一。实验室通过培养与引进,不断充实研究队伍,结合学科研究方向建设,培育并带动高水平团队建设;目前已形成一支结构比较合理、学术水平较高的科研队伍和制度相对完善的人才培养计划。

        3.1学术带头人、优秀中青年人才情况

        实验室现有学术骨干35人,其中教授19人,副教授11人,中级5人,高级职称比例85%。博士生导师12人,硕士生导师30人。具有博士学位教师34人,海外留学经历13人。中科院百人计划2人、教育部新世纪人才资助计划1人、皖江学者特聘教授3人、获全国模范教师称号1人、全国五一劳动奖章获得者1人、省学术与技术带头人及后备人选4人、省教学名师2人、省教坛新秀3人。

        3.2人才培养能力及稳定和吸引优秀人才的措施

        (1)切实提高学科建设水平

        通过重点实验室建设,瞄准学科前沿和行业重大需求,进一步凝练学科方向,聚集高水平学科带头人和学术骨干,加强团队建设,不断提高科学研究水平和人才培养能力,积极申报化学工程与技术一级学科博士点,积极开展博士研究生培养工作,计划每年培养博士生2名,硕士生35名以上。

        (2)建立行之有效的人员流动机制

        建立实验室研究人员开放、流动的竞争机制,让高水平人才进得来,不适应的人员出得去;建立以任务为导向、以项目为载体的人员流动机制,以及优势力量相对集中、能开展长期合作研究的人员稳定机制,以保障实验室始终具有一支高创新活力的研究队伍。

        (3)探索行之有效的科技成果转化机制

        在学校现有科技政策的基础上,基于重点实验室与冶金行业的联系,对重点实验室的成果转化实行倾斜政策,加大科技成果转化的培育力度,提高转化成果的效益,培育一批高新技术的种子企业。

        (4)制定科学健全的科技评估管理体系和奖励制度

        制定科学健全的科技评估管理体系和制度,根据项目级别、资助强度、完成目标情况、获奖情况及科技成果转化情况等,设立考核指标、量化考核体系,将职称评定、职务晋升和其他各种奖励等与科研贡献挂钩。加大高水平标志性成果的奖励力度。

        (5)设立开放课题

        依托重点实验室,争取一批高水平的科研课题,积极开展国内外学术交流,不断提升实验室研究人员的创新能力和科研水平。设立开放课题,制定相关政策,吸引国内外优秀人才来实验室进行实质性的学术交流与合作研究。与开放课题相关的论文和研究成果应同时署课题负责人所在单位名称和本实验室名称,并注明实验室开放课题资助(标注课题编号)。如在国内外期刊或学术会议上发表研究论文,应将“煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室或AnhuiProvince Key Laboratory of Coal Clean Conversion and High Valued Utilization,Anhui University of Technology”写为作者单位之一,并注明本课题为“煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室开放课题资助项目(课题编号),supportedby Anhui Province Key Laboratory of Coal Clean Conversion and High ValuedUtilization, Anhui University of Technology(No: XXX)”。

        四、建设规划

        4.1实验室各研究单元的构成

        实验室下设四个研究室,分别为煤催化转化与分级高效利用技术研究室、焦炭质量控制与炼焦工艺系统节能技术研究室、碳基新能源材料制备与高值利用技术研究室、煤基化产品绿色分离与高值利用技术研究室,实行主任负责制,具体结构布局如下图所示:

        4.2基建或配套条件建设情况

        重点实验室建成了煤催化转化与分级高效利用研究室、焦炭质量控制与炼焦工艺系统节能研究室、碳基新能源材料制备与高值利用研究室和煤基化产品绿色分离与高值利用研究室等四个研究方向。包括:煤质与煤焦分析实验室、煤转化与催化实验室、煤焦化实验室、煤基碳材料实验室和应用电化学实验室等五个功能性实验室。

        实验仪器拥有必须的仪器设备,如:元素分析仪、原位红外光谱、荧光光谱仪、紫外光谱仪、气相色谱-质谱仪、气相色谱仪、凝胶色谱仪、热重分析仪等先进的分析与结构表征仪器;化学吸附仪、物理吸附仪、表面张力仪、流变仪及微型多相催化反应装置等催化剂表征与催化性能评价设备;拥有多套不同规格的高压反应器、热溶萃取反应器和固定床反应器等煤转化性能评价装置;拥有自主研发1 Kg、4 Kg、40 Kg实验焦炉以及煤焦显微结构测定仪、焦炭高温反应耐压强度测定仪、焦炭高温连续热失重测定仪、高温差热天平、烟煤基氏流动度测定仪、红外煤质快速测定仪、煤快速热裂解仪、非粘结性煤快速热解改质与热压成型等煤焦专用设备;具有微波化学反应器、水热反应釜、程序控温电阻炉、真空加热炉、球磨机及电极成型设备等材料制备设备;具有阻抗分析仪、电化学工作站、充放电测试系统等电化学性能表征设备。

        五、实验室管理(资源整合、运行管理、联合开放、人员聘用等)

        5.1资源整合

        实验室按照同一任务、同一目标、同一队伍、同一机制的管理模式,建立组织创新、协同管理、资源整合与成果共享等制度体系,使实验室的资源统筹能力、协调能力和整合能力大幅度提高,形成有利于自主创新和解决省属及国家层面重大需求的运行机制。实验室研究人员以本学科为主,积极吸收相关学科骨干人员参加,以形成学科交叉优势,按照同一目标和任务开展项目研究。实验室研究人员由固定人员和流动人员组成,按照“开放、流动、联合、竞争”的方式进行组织,以设立开放基金的形式吸引校内外优秀人才参与项目研究。

        5.2运行管理

        (1)实验室实行主任负责制。实验室主任对实验室的科学研究、研究生培养、专职和兼职人员聘任、开放基金资助项目管理、学术交流、固定资产、财务及其它行政工作等实行统一管理。实验室设主任1名、副主任3名。

        (2)实验室设置学术委员会。学术委员会负责研究和决定实验室的建设及研究方向、课题指南、审定实验室开放基金申请指南、评审资助项目及资助金额,组织成果评定、审议、项目管理及其它重大事宜,每5年对进入本实验室的固定人员和客座人员进行考核评估。

        (3)实验室设置建设和运行管理委员会。实验室管理委员会由学校主要负责人牵头,科研、人事、学科、财务、资产等部门参加,负责落实条件保障、日常监督管理和年度考核工作,协调解决实验室发展中的重大问题,并保障实验室基本运行经费按规定拨付。

        5.3联合开放

        实验室建立灵活开放的对外合作机制。实验室将采取多种形式接纳国内外科学工作者来本室工作,针对三类科研项目实验室实施开放,即:经实验室学术委员会评审择优批准的由重点实验室开放基金资助的科研项目、自带经费但利用本实验室的仪器设备等科研条件的项目、参加已被列入重点实验室研究计划的科研项目。

        5.4人员聘用及流动

        实验室人员实行聘任制。实验室主任由依托单位推荐,由主管部门聘任,对依托单位和主管部门负责。实验室主任根据实际工作需要,可提出副主任人选,报请依托单位聘任。实验室副主任全面协助主任开展工作。实验室下设四个研究室,每个研究室设1名研究室主任,由实验室聘任或指定,负责提名课题组固定编制成员,管理各研究室的运行和维护仪器设备的正常运转。聘任名单要报依托单位人事处备案。聘任期一般为5年,可以续聘。聘任手续分为考核和签约两个过程。聘任合约中规定聘任期内签约双方的责任、义务以及解聘的条件和程序。

        5.5国内外合作与交流

        (1)校内开放合作

        重点实验室作为学校的科研平台,在校内完全开放。鼓励校内同实验室研究方向相近的高水平教师“流动”进入实验室,实行“弹性聘任”。大力提倡实验室的教师同校内其它学科的教师联合申报和承担科研项目,加强学科交叉。对联合承担的项目,实验室给予等同实验室承担的项目的支持。

        (2)校外开放合作

        鼓励重点实验室同国内具有相近研究方向的科研院所开展合作,大力加强学术交流,特别是联合承担国家重大研究项目,积极邀请国内外知名教授来实验室开展短期交流与合作,采取更加灵活的机制,聘请国内外知名教授来实验室短期工作,进行学术指导。通过开放课题,吸引其它高校的优秀科研人员加入实验室的研究。通过“请进来、走出去”,不断加强实验室的对外学术交流。积极举办一些有影响的学术会议,邀请“大家”、“名家”开展学术讲座,鼓励实验室研究人员参加各类学术会议,不断扩大实验室对外影响。

        (3)国际合作与交流

        目前,本实验室已经与加拿大西安大略大学建立了良好的合作关系,双方已经互派研究生访学,双方的研究人员也进行了互访,并联合申报和承担了国际合作项目。为此,以重点实验室为平台,进一步深化同西安大略大学的合作,在学术交流、短期互访、学生交流和联合培养等方面形成合作机制,并通过科研项目的合作,进一步拓展实验室研究人员的国际化视野,提高实验室承担国家重大国际合作项目的能力。

        六、实验室主任及学术委员会主任

        实验室主任提名人选简介:

        水恒福,1965年12月出生,教授,博士生导师。1997年12月毕业于华东理工大学,获工学博士学位,2000年4月-2002年3月在日本东北大学从事博士后研究,The Open Fuels and Energy Science Journal、JournalApplied Chemistry国际期刊编委,安徽省焦化学术委员会秘书长,安徽省首批学术与技术带头人,安徽省首批高校学术带头人,现任安徽工业大学研究生院常务副院长,“煤洁净转化与综合利用”安徽省高校重点实验室主任,“煤资源转化与洁净利用”安徽省高校科技创新团队负责人,全国“五一劳动奖章”获得者。自2005年以来以第一作者(通讯作者)在《燃料化学学报》、《Energy Fuels》、《Fuel》等国内外学术际期刊上发表SCI、EI收录论文80余篇,其中二区论文30余篇;出版学术著作2部,获授权发明专利8件。主持的科研项目有:作为项目负责人主持、完成国家自然科学基金6项,包括国家自然科学基金重点项目1项;省部级课题6项。作为我校负责人联合承担了国家国际科技合作专项项目1项(课题5);国家重点基础研究发展计划(973计划)项目1项(课题2);国家自然科学基金重点项目1项;国家863专题项目2项。获奖项目有:2003年获上海市科技进步二等奖(排名第6);2004年获安徽省科技进步三等奖(排名第1);2016年获安徽省科技进步二等奖(排名第5);2017年获安徽省科技进步三等奖(排名第4)。

        重点实验室学术委员会构成:

        主任委员:刘振宇(北京化工大学,973首席科学家)

        主任委员简介:

        刘振宇,1954年出生,美国匹兹堡大学博士(1988),美国西弗吉尼亚大学副研究员(1988-1995),中科院山西煤化所研究员(1995-2006)。2007年起任北京化工大学教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者(1997),从事煤化学、煤基化学品、燃煤污染控制研究。在国内外学术刊物发表论文300余篇,授权发明专利40余件。现任《化工学报》和《燃料化学学报》副主编、《煤炭转化》编委会主任、Fuel Proc. Technol.等5个刊物编委。曾任科技部973煤分级转化项目首席科学家、获美国化学家学会基金会“杰出化工博士后奖”、美国李氏基金会“化学工程杰出贡献奖”、香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”、美国化学会燃料分会“R. Glenn奖”。

         
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