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刘会洲
刘会洲,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所学位委员会主任,绿 详细>>


张锁江
张锁江,博士,博士、研究员。绿色过程与工程院重点实验室副主任,现任中科 详细>>


齐涛
齐涛,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所,所长助理。湿法冶金 详细>>


杨超
杨超,研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所、中科院绿色过程与工 详细>>


杨传芳
杨传芳,研究员,博士,博士生导师,课题组长,千人计划专家。纳米工程污染 详细>>


李志宝
李志宝,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


张光晋
张光晋,研究员,博士生导师,中科院过程所“百人计划&rdq 详细>>


李会泉
李会泉,研究员,博士生导师。现任中国可持续发展研究会理事,中国生态学会 详细>>


曹宏斌
曹宏斌,研究员,博士生导师,过程污染控制环境工程研究中心主任,重点从事 详细>>


郑诗礼
郑诗礼,研究员,博士生导师,现任湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室副主 详细>>


张香平
张香平,研究员,博士生导师、中国化工学会信息技术应用专业委员会委员、中 详细>>


朱廷钰
朱廷钰,研究员,博士生导师,现任中科院过程污染控制环境工程研究中心副主 详细>>


张亦飞
中国科学院过程工程研究所研究员,博士生导师,复杂资源利用先进技术课题组 详细>>


郭晨
郭晨研究员,博士生导师,中国科学院过程工程研究所研究员,发表SCI期刊 详细>>


刘庆芬
刘庆芬,研究员,在中国科学院过程工程研究所获博士学位,中国科学院过程工 详细>>


吕兴梅
吕兴梅,研究员,硕士生导师,主要研究方向:基于离子液体的生物质利用与高 详细>>


张海涛
张海涛,研究员,博士,2011年入选中国科学院过程工程研究所&ldqu 详细>>


段东平
段东平,研究员,中国科学院绿色过程与工程重点实验室资源利用及装备优化集 详细>>


阮仁满
阮仁满,研究员,2011年获得中南大学生物工程专业博士学位,在北京有色 详细>>


张广积
张广积,博士,研究员,硕士生导师,博士生期间参与完成国家自然科学基金重 详细>>
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张锁江组

课题组名称:             离子液体清洁过程与节能创新团队

课题组简介
 

    离子液体清洁过程与节能创新团队(ILC)面向国家重大需求和国际科学前沿,以离子液体新型材料和介质为核心,以实现油气资源(包括石油、天然气)、煤炭及可再生资源(如废塑料、生物质、太阳能等)的高效清洁转化利用和节能减排为目标,通过介质—工艺—设备—过程—系统的原始创新,突破离子液体构效设计、工程放大及系统集成的关键科学技术问题,建立示范工程,形成国际一流的离子液体清洁生产与过程节能的基础研究及应用平台。
研究背景:
团队已建立了先进的科研平台,软硬件种类齐全。包括:(1)计算设备及模拟软件。大型并行计算机系统,量子化学和分子模拟软件(如:Gaussian03、Material studio、M. Dynamix、COSMOtherm、Aspen Plus、ProII等)。(2)分析测试设备。JY HR800UV激光拉曼、IGA智能重量吸附仪、DSC、TGA、分子蒸馏仪、Nicolet380原位红外、Agilent1100高效液相色谱、Agilent7890气相色谱、紫外-可见光谱仪、微反应量热仪、离子色谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、Karl-Fischer水分测定仪、TG-DTA粒度仪、全自动物理/化学吸附仪、GC-MS联用仪Agilent6890N/5975B、Anton Paar DMA 5000高精度振动管密度仪及Anton Paar AMVn全自动落球式黏度仪等。
团队在国家自然基金委、科技部及中科院等的支持下,不断创新,取得了系列研究成果。近年来,先后共承担国家级、省部级等项目100余项,其中国家“973”项目1项,国家“863”项目6项,国家自然科学基金重点项目2项,国家杰出青年科学基金1项,面上及青年基金项目20余项,国际合作项目3项,企业合作项目30余项。科研成果获国家自然科学二等奖1项,省部级及协会奖5项。在AIChE J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Chem. Eur. J., J.Phys. Chem. B等重要期刊上共发表学术论文150余篇。编写专著4本,其中英文专著1本,中、英文章节各一章。
研究方向:
1.    离子液体的物性及构效关系 
采用模拟计算和实验相结合的方法,从电子、原子、分子等多个层次认识正、负离子微观结构与物化性能的关系,并进一步揭示离子液体中的氢键及其网络扩展性及分子聚集体/团簇结构与物化性能的关系。
2.    离子液体绿色合成与规模化制备
离子液体的绿色合成与规模化制备是离子液体基础研究和工业化应用的物质基础。本团队将重点围绕高纯离子液体的绿色合成及规模化制备技术开展研究,并突破其分析表征技术难题。
3.    离子液体清洁反应过程
离子液体是一类新型特殊的介质,具有正负离子协同催化以及良好的溶解性,兼具溶剂和催化剂的双重功能,为开发清洁节能新过程提供了新的途径。本团队将在基础研究的指导下,重点开展CO2捕集分离、乙二醇节能工艺、MMA清洁生产、废旧塑料降解等方面的研究。
4.    离子液体新型反应器及工程放大规律研究
不同于水和常规有机溶剂,离子液体体系具有复杂的相互作用,如:氢键、静电、缔合以及溶剂化等,这决定了在研究以离子液体介质的流动和传递等放大规律时,无法直接沿用传统设备、模型和方法,必须建立适用于离子液体介质的新型反应器和工程放大规律,为离子液体的大规模工业应用提供科学基础。
5.    离子液体清洁过程系统集成 
当前离子液体绿色过程系统集成的研究还存在不足,如:(1)分子模拟和过程模拟的结合仅仅局限于静态的数据传递,而非动态的实时反馈。(2)环境影响评价尚未与过程系统集成结合起来。因此,将量化、分子模拟、流体力学模拟及过程系统集成整合成为完整的体系,从而实现产品设计、反应器设计、环境效益评价、经济效益评价的一体化。

课题组长简介

张锁江,博士
研究员、博导、所长
邮箱:sjzhang@home.ipe.ac.cn
电话:010-82627080
中国科学院过程工程研究所研究员、博士生导师、中科院“百人计划”、国家杰出青年科学基金获得者、973首席科学家、“新世纪百千万人才工程” 国家级人选。现任中科院过程工程所所长。
1994年毕业于浙江大学化学系获博士学位,之后进入北京化工大学做博士后,1995年获日本文部省奖学金与小岛和夫教授合作开展研究,1997年受聘于日本三菱化学公司,2001作为“百人计划”到过程所工作。主要从事离子流体(离子溶液、离子液体)的构效关系及清洁化工过程研究。在AIChE J., Chem. Eng. Sci., Ind. Eng. Chem. Res., Green Chem., Chem. Eur. J., JPC B等重要学术刊物上共发表论文170余篇,其中SCI收录100余篇;编写中英文书籍4本;获授权发明专利20余项。主持“973”项目、“863”项目、国家自然科学基金重点项目等多项。多次组织学术会议,如:“第一届亚太离子液体与绿色过程会议”(2008)、“第366次香山科学会议”(2009),担任会议主席/副主席,并多次应邀作大会或主题邀请报告。获2010年国家自然科学二等奖、2009年中国石油和化学工业协会科技进步一等奖和2007年北京市科学技术二等奖等科技奖励。

课题组成员简介

张香平,博士
研究员,博士生导师
邮箱:xpzhang@home.ipe.ac.cn
电话:010-62558174
中国科学院过程工程研究所研究员、博士生导师、中国化工学会信息技术应用专业委员会委员、中国能源研究会热力学及工程应用专业委员会委员。2002年获大连理工大学博士学位,获“向坊隆”一等奖学金。2002~2004年在中科院过程工程所做博士后,从事绿色过程集成研究,获“中科院王宽诚博士后工作奖励基金",出站后留所工作。2006-2007年于挪威科技大学从事温室气体减排控制技术、基于新能源的工业生态园区设计。
主持完成国家“863”项目、自然基金项目、日本三菱国际合作项目及企业合作项目多项。目前指导和协助指导博士生、硕士生6名。迄今在Green Chem., AIChE J., Ind. Eng. Chem. Res., Environ. Sci. Technol., Comput. Chem. Eng., Fuel, J. Cryst. Growth, Fluid Phase Equilib.等国内外学术期刊发表论文70余篇,其中SCI论文40余篇,授权专利7项。编写著作1本。2007年获北京市技术发明二等奖一项,2008年获石油化工技术发明二等奖。
主要研究方向:绿色过程系统集成理论和方法、过程绿色度分析和生态环境影响评价、过程模拟与优化、基于离子液体清洁工艺开发及工程示范。
吕兴梅,博士
研究员,硕士生导师
邮箱:xmlu@home.ipe.ac.cn
电话:010-82544800
中国科学院过程工程研究所研究员、硕士生导师。主要研究方向:基于离子液体的生物质利用与高分子回收技术研究。主持完成过国家自然科学基金面上项目、科技部863 项目、比利时国际合作及企业项目等多项。近年来在Green Chem.、Chem. Eur. J.、AIChE J.等期刊上发表SCI 论文40 篇。其中在J. Chem. Thermo.和Fluid Phase Equilibria 上发表的4 篇文章分别被两杂志评为hot paper。申请发明专利16 项,获授权专利3 项,编著中文书籍4 部,英文1 部,撰写英文书籍1 章。代表性论文如:J. Chem. Thermody., 2004, 36: 253, J. Chem. Thermodyn., 2005, 37: 13,J. Chem. Thermodyn., 2006, 38: 5,Green Chem., 2004, 6: 541.
2008-2009 年在Rogers 教授实验室进行访问研究,研究了常规离子液体溶解纤维素及其复合材料的制备。此外,曾经在2006-2008 年主持完成一项国际合作项目,合作方比利时贝尔卡特集团是世界上最大的独立钢丝生产企业之一,中方研究人员成功地将铝沉积到钢丝制品上,相关研究成果发表在AIChE J. 上,获得了合作方的认可与好评。2007 年获北京市技术发明二等奖1 项,2010 年获得国家自然科学二等奖。
张海涛,博士
研究员
邮箱:zhanght@home.ipe.ac.cn
电话:010-6255817
中国科学院过程工程研究所研究员。2011年入选中国科学院过程工程研究所“百人计划”。
2000年本科毕业于中南大学化工系; 2006年于中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室获得博士学位。2006年至2011年间在新加坡国立大学和日本国立材料所从事博士后研究工作。主要研究方向为磁性多功能纳米结构材料,化学薄膜制备技术,新能源材料设计和可控制备。迄今为止,在Phys. Rev. Lett., Adv. Funct. Mater., Chem. Mater., Langmuir等国际期刊发表30多篇文章, 论文共被他人引用440余次。受邀为“Handbook of Innovative Nanomaterials: From Syntheses to Applications”撰写章节“Combination Control, Nanomagnetism and Biomedical Applications of Inorganic Multicomponent Hybrid Nanomaterials”,该书将于2012年被Pan Stanford Publishing出版。
成卫国,博士
副研究员,硕士生导师
邮箱:wgcheng@home.ipe.ac.cn
中国科学院过程工程研究所副研究员、硕士生导师,中国化工学会信息技术应用专业委员会青年委员。2005年获大连理工大学博士学位,毕业后进入中国科学院过程工程研究所工作。主持国家自然科学基金项目(20876162)和国家“863” 项目(2006AA05Z317),参与国家“973”课题、国家“十一五”支撑计划课题、中国科学院重大项目以及企业合作课题多项。在Journal of Catalysis、Catalysis Letters、Catalysis Today、Tetrahedron Letters等期刊上发表学术论文多篇,申请发明专利多项,其中授权2项。获2007年北京市科学技术发明二等奖1项。
主要研究方向:新型催化体系与化工节能的应用基础与工程化研究,包括多孔材料的合成和应用、低碳烃的催化选择氧化、杂原子分子筛催化剂的原位表征、离子液体的合成及其催化性能、CO2的捕集分离和资源化利用、乙二醇节能新工艺等。
王蕾,博士
副研究员
邮箱:lwang@home.ipe.ac.cn
中国科学院过程工程研究所副研究员。2000-2006年在中国科学院过程工程研究所攻读硕博士学位,2006年获博士学位后留所工作,研究方向为离子液体与清洁工艺。参与完成国家自然科学基金重点项目“清洁化工过程的基础研究”,863 项目“低碳烃资源的高效清洁利用新技术”,主持完成中科院过程所知识创新工程优秀青年人才领域前沿项目一项。目前为863重点项目子课题负责人。2008年获中国石油和化学工业协会技术发明奖二等奖(排名第三)。至今发表EI/SCI论文12篇,授权专利8项。
刘晓敏,博士
副研究员
邮箱:xmliu@home.ipe.ac.cn
中国科学院过程工程研究所副研究员。2003年9月至2008年6月在中科院过程工程研究所攻读应用化学专业博士学位,留所工作。主要从事离子液体的分子动力学及量子化学模拟研究,包括离子液体的构效关系、分子设计及模拟算法等。对胍类、季鏻类、咪唑类等常规离子液体及氨基酸类、多氨基类功能化离子液体进行了系统的分子模拟研究,开发了数十种离子液体的分子力学力场,定性及定量地建立了离子液体的结构性质关系。相关研究分别发表在J. Phys. Chem. B,AIChE J.及Fluid Phase Equilib.等化学/化工领域杂志上。

近年来的研究成果

论文:
1.    K. Dong, S. J. Zhang. Hydrogen Bonds: A structural insight into ionic liquids. Chem. Eur. J., 2012, 18(10): 2748-2761.
2.    C. Y. Shi, Y. L. Zhao, J. Y. Xin, J. Q. Wang, X. M. Lu, X. P. Zhang, S. J. Zhang. Effect of cations and anions of ionic liquids on the production of 5-hydroxymethylfurfural from fructose. Chem. Comm., 2012, 48: 4103-4105.
3.    J. Sun, J.Q. Wang, W. G. Cheng, J. X. Zhang, X. H. Li, S. J. Zhang, Y. B. She. Chitosan functionalized ionic liquid as a recyclable biopolymer-supported catalyst for cycloaddition of CO2. Green Chem., 2012, 14: 654-660.
4.    K. Dong, Y. T. Song, X. M. Liu, W. G. Cheng, X. Q. Yao, S. J. Zhang. Understanding structures and hydrogen bonds of ionic liquids at electronic level. J. Phys. Chem. B, 2012, 116:1007-1017.
5.    J. Q. Wang, J. Sun, C. Y. Shi, W. G. Cheng, X. P. Zhang, S. J. Zhang. Synthesis of dimethyl carbonate from CO2 and ethylene oxide catalyzed by K2CO3-based binary salts in the presence of H2O.Green Chem., 2011,13: 3213-3217.
6.    J. Sun, L. J. Han, W. G. Cheng , J. Q. Wang, X. P. Zhang, S. J. Zhang. Efficient acid–base bifunctional catalysts for the fixation of CO2 with epoxides under metal- and solvent-free conditions. ChemSusChem., 2011, 4(4): 502-507.
7.    C. X. Miao, J. Q. Wang, B. Yu, W. G. Cheng, J. Sun, Sebastien Chanfreau, L. N. He, S. J. Zhang. Synthesis of bimagnetic ionic liquid and application for selective aerobic oxidation of aromatic alcohols under mild conditions. Chem. Commun., 2011, 47: 2697–2699.
8.    X. Tian, X. P. Zhang, L. Wei, S. J. Zeng, L. Huang, S. J. Zhang. Multi-scale simulation of 1,3-butadiene extraction separation process with ionic liquid additive. Green Chem., 2010, 12: 1263-1273.
9.    Y. Qin, X. M. Lu, N. Sun, R. D. Rogers. Dissolution or extraction of crustacean shells using ionic liquids to obtain high molecular weight purified chitin and direct production of chitin films and fibers. Green Chem., 2010, 12: 968-971.
10.   K. Dong, G. H. Zhou, X. M. Liu, X. Q. Yao, S. J. Zhang. Structural evidence for the ordered crystallites of ionic liquid in confined carbon nanotubes. J. Phys. Chem. C, 2009, 113(23): 10013-10020.
11.   L. J. Han, S. J. Zhang, Y. Wang, X. Yan, X. M. Lu. A strategy for synthesis of ionic metal-organic frameworks. Inorg. Chem., 2009, 48(3): 786-788.
12.   Y. Q. Zhang, S. J. Zhang, X. M. Lu, Q. Zhou, W. Fan, X. P. Zhang. Dual amino-functionalised phosphonium ionic liquids for CO2 capture. Chem. Eur. J., 2009, 15: 3003-3011.
13.   Y. H. Yu, X. M. Lu, Q. Zhou, K. Dong, H. W. Yao, S. J. Zhang. Biodegradable naphthenic acid ionic liquids: synthesis, characterization, and quantitative structure–biodegradation relationship. Chem. Eur. J., 2008, 14: 11174-11182.
14.   W. G. Cheng, X. S. Wang, G. Li, X. W. Guo, S. J. Zhang. Highly efficient epoxidation of propylene to propylene oxide over TS-1 using urea plus hydrogen peroxide as oxidizing agent. J. Catal., 2008, 255 (2): 343-346.
15.   G. H. Zhou, X. M. Liu, S. J. Zhang, G. R. Yu, H. Y. He. A force field for molecular simulation of tetrabutylphosphonium amino acid ionic liquids. J. Phys. Chem. B, 2007, 111: 7078-7084.
16.   X. M. Liu, G. H. Zhou, S. J. Zhang, G. W. Wu, G. R. Yu. Molecular simulation of guanidinium-based ionic liquids. J. Phys. Chem. B, 2007, 111(20): 5658-5668.
发明专利:
1.    张锁江,李闲,张建敏,陈玉焕,张延强,孙宁,张香平. 新型离子液体作为萃取剂萃取水中有机物. 专利号:ZL200410049612.6. 授权日:2007.10.31
2.    张锁江,袁晓亮,陈玉焕,张延强. 用醇胺羧酸盐离子液体吸收SO2气体的方法. 专利号:ZL200510069406.6. 授权日:2007.7.25
3.    张锁江,孙剑,张建敏,张香平,李增喜. 基于离子液体的生物柴油合成方法. 专利号:ZL200510082927.0. 授权日:2009.6.10
4.    张建敏,张锁江. 阴离子为[OH]离子液体的电化学制备方法.专利号:ZL 200510072324.7. 授权日:2008.4.16
5.    张香平,阎瑞一,张锁江,成卫国,王蕾. 一种甲基丙烯酸甲酯生产中甲基丙烯醛的分离方法. 专利号:ZL 200610011379.1. 授权日:2008.2.13
6.    张锁江,于英豪,刘军,张香平,李增喜. 一种从油品中脱除和回收环烷酸的方法. 授权号:ZL200610011380.4. 授权日:2008.3.19
7.    张锁江,孙剑,成卫国,孟震英,李谦,王蕾. 一种制备环状碳酸酯的方法. 专利号:ZL200610169682.4. 授权日:2009.4.15
8.    张锁江,于英豪,张香平,刘军,李增喜. 复合脱酸剂脱除油品中环烷酸. 专利号:ZL200610011871.9. 授权日:2009.6.10
9.    张锁江,陈琼,闫瑞一,王蕾,陈玉焕,袁晓亮. 一种用离子液体吸收甲基丙烯醛的方法. 授权号:ZL 200710064330.7. 授权日:2010.5.19.
10.   张锁江,董海峰,刘坤峰,于英豪,何宏艳,张香平. 一种基于离子液体的油品脱硫方法. 专利号:ZL200710100275.2授权日:2010.8.4
11.   张锁江,郁亮,高峰,王号. 石油焦气化制氢脱硫耦合方法. 专利号:ZL 200710064514.3. 授权日:2010.3.24
12.   张锁江,郁亮,高峰,王号,张延强,袁晓亮. 离子液体用于石油焦脱硫的方法. 专利号:ZL 200710064515.8. 授权日:2010.3.24
13.   张锁江,孙剑,成卫国,孟震英,李谦,王蕾,任俊毅. 一种羟基离子液体制备环状碳酸酯的方法. 专利号:ZL 200710119949.3授权日:2010.2.10
14.   张锁江,韩丽君,吕兴梅. 一种离子型稀土金属有机配位聚合物及制备方法. 专利号:ZL 200810104802.1. 授权日:2010.8.25
15.   张锁江,韩丽君,吕兴梅. 一种在醇胺离子液体中制备分子筛的离子热方法. 专利号:ZL200810105982.5. 授权日:2010.12.8

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