工业催化学科硕士培养方向和课程体系的研究

工业催化学科硕士培养方向和课程体系的研究

一、项目完成情况

本项目是在调研国内高校工业催化硕士培养方向的内容和形成原因、硕士课程体系的内容和形成原因的基础上形成我校具有特色的工业催化学科硕士培养方向和课程体系的建议稿。

本项目按照计划如期开展，目前已基本上完成项目的研究内容，取得的进展如下：

通过调研，我国高校工业催化专业硕士培养方向的确定主要有以下方面，一是时代性，如纳米催化剂研究方向，绿色化学与催化，非晶态合金材料、膜催化技术等；二是人员性，精细化学品的催化合成、采用最先进技术开发和研究新型纳米复合光催化剂，变压吸附技术及吸附剂的研究，新型原子簇化合物的设计及应用，催化色谱等；三是应用面，如精细化学品的催化合成、石油化工新型催化剂、有机与精细化工催化、环境催化等。四是内涵性，如催化剂和催化过程，催化反应工程与新催化过程开发、固体催化剂工程、催化新材料与新技术等。

根据培养方向，国内高校制定的课程体系基本上是由催化基础理论课程、催化反应过程课程、催化剂制备与生产、催化剂表征、应用领域课程构成。具体的偏重与学校的办学方向和领域有关。如理科类学校注重的方面为理论多一些，如不对称催化合成、量子化学、固体电子结构、固体材料化学等；工科院校注重应用的课程多一些，如催化反应过程案例分析、化工过程分析与模拟、石油化工催化过程等。

我校是石油特色鲜明的高校，在石油加工和化工领域的课程较多，应用面明确。为此，我校工业催化硕士培养方向以工业催化的内涵为主进行设置专业方向，

如催化剂工程、催化新材料与新催化剂、催化反应工程等。在课程体系上以反应--催化--工程--生产为知识体系构成课程链。

反应知识体系：催化反应工程、传递原理、石油化学、高分子化学。

催化知识体系：催化化学、固体表面化学、分子催化与表面反应动力学、分子筛化学等。

工程知识体系：催化反应与过程模拟、石油加工工程、精细化工、计算机在线测控原理与应用等。

生产知识体系：催化剂设计与制备、固体催化剂表征技术等。

通过一年多来的工作，基本上完成了项目的研究内容和工作，形成了有一定特色的工业催化学科硕士培养方向和课程体系建议稿。

二、项目总结

催化反应技术是化学品、燃料、材料、医学、食品等生产和环境保护的支柱科学技术之一。20世纪以来，催化技术的进步成为化工过程开发的动力和工业技术进步的标志，对人类文明进步和生活质量提高作出了巨大贡献。如20世纪初的合成氨，中期的石油炼制、烯烃聚合、石油化工，后期的医药和精细化学品合成及汽车尾气净化等，均形成巨大产业并改变了人类生活方式。近年来结合酶分子修饰和基因工程技术，具有新功能特征的生物酶催化剂不断出现，推动了生物工程的发展。在化学工业和能源工业中，催化技术支持的产值已经占80%以上。这表明工业催化已成为社会生产力发展不可缺少的科学技术，是现代化学工业的基石，对于国民经济、环境和公众健康起着基础性的作用。工业催化是以近代化学和物理为基础，并与过程工业及材料、能源、环境、食品、生物等领域密切联系的理工结合学科；也是一门应用性前沿学科，涉及到多学科交叉的新知识，新方

法，如光催化，电催化，环境催化，能源催化等。

21世纪，催化将是推动化学工业、石油炼制工业进步的核心技术，其在新材料、生物技术、环境保护等高新技术领域也面临着重大的发展机遇。我校工业催化学科于1998年获得硕士学位、博士学位授予权，并于2008年获得国家重点学科（培育学科），同年获批为北京市重点学科。我校工业催化学科从1998年制定首份硕士培养方案以来，经历了两次修订。每次修订都存在一个共性的问题，研究生培养方向根据什么确定，如何构建符合教育规律的课程体系。

目前，我们制定的培养方案中虽然考虑了行业的需求、工业催化学科的特点以及开出课程的能力，也是经过工业催化学科全体教师的讨论形成的，但还是感觉有不当的地方。这与掌握国内高校工业催化学科培养方向和课程体系制定的方法和原则的程度有关。为此，我们对国内高校有关工业催化学科的培养方向和课程体系进行了调研，并在此基础上形成使之符合国家、行业发展的要求，符合内在的教育规律的我校培养方案，为新一轮修订工业催化学科培养方案奠定基础。

2.1、培养方向

表1列出了我们调研的一些高校和研究单位关于工业催化学科硕士研究生培养方向。

表1、一些高校和研究机构有关工业催化硕士研究生培养方向

表1初看起来，我国各高校对工业催化硕士研究生培养方向的制定没有规律可言，有地高校只有1~2个方向，如南京理工大学、扬州大学、湖南师范大学、汕头大学等，有的高校研究方法向高达十几项之多，如浙江工业大学，2007年北京化工大学制定的研究方向也高达10项，但一般高校为5~7项。但仔细分析表1中高校所列工业催化研究方向的内容，可以发现有以下特点：

1、时代性

如上世纪80年代开展的非晶态金属研究，90年代开始的纳米技术、膜技术、绿色化学等，在高校研究生工业催化学科的培养方向也有体现，如大连理工大学、南京工业大学、辽宁科技大学、浙江工业大学等高校的纳米催化剂研究方向；郑州大学、辽宁科技大学、辽宁石油化工大学、汕头大学等高校的绿色化学与催化；辽宁石油化工大学的非晶态合金材料；天津大学、南京工业大学等高校的膜催化技术；

2、人员性

高校所设置的研究方向与从事这方面研究工作的教师有关，一般是具体的研究方法，可以说是俗称的“以人定岗”，如浙江工业大学在2007年所设的研究方向有6个，分别是1无机化工催化，2 精细化工催化，3 环境催化，4 能源与资源催化，5 催化新材料与新技术，6 石油化工催化；而到了2011年研究方向高达14个（如表所示）。

实际上一些特向性的研究方向显然是与人员有关，如精细化学品的催化合成、采用最先进技术开发和研究新型纳米复合光催化剂，变压吸附技术及吸附剂的研究，新型原子簇化合物的设计及应用，催化色谱等。

3、应用面

多数高校设定的研究方向是按照催化剂工业应用的领域设置研究方向，如天然气化工、低碳烃综合利用、石油化工新催化过程、航天催化剂及新材料、精细化工催化、生物质催化转化、石油化工新型催化剂、有机与精细化工催化、环境催化、化肥催化剂、光催化、新型能源催化等等。

4、内涵性

根据工业催化研究的内容设置研究方向，如催化剂和催化过程，催化反应工程与新催化过程开发、固体催化剂工程、催化新材料与新技术等。这避免了研究方向“按人设岗”，“时过境迁”等一些弊端。我校2009年对工业催化硕士研究生培养计划的修订就是按照这一思路进行的。