微界面化工基础
课程编码：180210081701P3007H
英文名称：Fundamentals of Micro Interface Chemical Engineering
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：董坤等
教学目的要求
本课程是化学、化工、材料、能源等相关专业基础课，涉及化工热力学、物理化学、计算化学、材料化学和统计力学等的学科交叉。课程将从分子和界面的理性设计出发，系统讲授气-液、液-液、固-液、气-液-固等多相体系的微观结构解析、传质传热现象和多尺度作用规律，阐明微观界面对实际的反应、分离、电化学等实际化工过程强化的科学理论。
本课程要求学生了解面向实际过程的分子设计和模拟方法；了解界面体系的理论与实验表征技术，学习最新的基于纳微界面强化的前沿技术和现状。通过本课程的学习，特别要了解分子和界面设计的基本方法和思路，了解纳微界面设计及理论对实际化工过程的促进和强化规律，掌握分子组成-界面结构-传质过程间的关联关系与调控规律；掌握界面设计在实际化工过程中的应用，能针对实际的化工需求选取合适的分子和界面设计策略，推进化工技术的发展与创新。
预修课程
化工热力学、物理化学、结构化学、量子化学、分子模拟
大纲内容
第一章 绪论 3学时 董坤
第1节 微界面化工必要性、授课的主要内容等
第2节 分子和界面设计的基础理论和方法
第二章 微界面分子设计原理 6学时 董坤
第1节 分子热力学基本知识
第2节 计算模拟方法概述
第三章 微界面结构和强化的理论基础 6学时 董坤
第1节 微观分子结构与宏观界面性质的关联
第2节 气液/固液界面的强化规律
第四章 计算机模拟辅助界面设计和实例应用 6学时 董坤
第1节 典型固液气体系的问题讲解
第2节 离子液体电极界面设计与储能过程
第五章 微界面实验表征及应用 15学时 吕玉苗
第1节 界面表征的实验原理与技术手段
第2节 实际化工应用电催化过程中的界面研究
第六章 考核 4学时 董坤
第1节 复习
第2节 考试
参考书
1、
流体的分子热力学
胡英
1982
高等教育出版社
2、
流体相平衡的分子热力学
普劳斯尼茨 著，陆小华，刘洪来 等译
2006
化学工业出版社
3、
微界面传质强化技术
张志炳 等著
2020
化学工业出版社
4、
离子液体：从基础研究到工业应用
张锁江，吕兴梅 等
2006
科学出版社
课程教师信息
董坤，男，副研究员，主要研究方向为绿色化工及纳微热力学、材料界面的构效关系等。发表SCI30余篇，申请发明专利4项，主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中科院合作基金及企业项目，获得国家自然科学二等奖。
吕玉苗，女，副研究员, 主要从事子液体绿色化工过程中界面纳微结构-功能调控研究。发表SCI论文20余篇，申请发明专利2项，主持国家自然科学基金青年和面上项目。