化学工程学位点（081701）

    以中国科学院多相反应重点实验室为依托，根据学科发展趋势和能源、资源、环境和材料等领域的需求，以多相复杂系统的过程工程、多尺度结构的形成机制、多相反应及其反应器设计、资源和能源的高效利用以及污染控制为主要研究对象，重点研究其共性规律、调控机制、技术集成及应用，致力于发展新理论、新方法、新技术和新产品。该学位点包括三个主要研究方向：

一、多相反应工程

    以多学科交叉和多尺度方法为手段，研究颗粒流体系统中发生的物质转化过程，内容包括物质的流动、传递和反应及其相互作用；揭示多相体系放大与调控的共性规律，建立多相体系定量放大与定向调控的理论与方法；解决实验室成果产业化中的关键科学问题，创建高效清洁的物质转化工艺、流程和设备。

主要研究内容：

1、复杂系统及多尺度方法

2、非均匀多相系统的流动和传递

3、工业过程的模拟和仿真；

4、多相反应器的数学模型和放大

5、流态化理论与方法的工程应用；

6、介观结构分子模拟及离散化方法;

7、多相复杂结构的实验与测量技术；

8、信息资源、网络计算、并行计算

二、材料工程

    以材料制备工艺的创新、产品设计和工程应用为目标，发挥在材料化学、多相反应工程和反应器设计、过程工程等学科方面的优势，以材料新型制备工艺和反应器设计为研究基础，开发粉末材料的制备、表面设计（包覆型复合粒子制备、表面改性、与有机相的复合技术等）与应用技术，深化对纳微尺度结构的定向调控、应用技术和产品工程研究。注重生物材料、复合功能粉体、环境材料的制备与应用研究。

主要研究内容：

1、纳、微粉体制备及相关技术（水热、等离子体、自蔓延、电化学、微乳等）应用

2、纳、微粉体的表面设计与组装技术

3、复合功能粒子和生物材料的设计与制备工艺

4、无机复合、有机-无机纳米复合功能材料

5、环境与环境净化材料研究

6、能源转换材料

7、固体氧化物燃料电池（SOFC）关键材料及发电系统  

8、化学气相沉积与复合材料

9、热喷涂技术与涂层材料

三、能源工程

    根据我国能源资源的特点，以有效综合利用及环境保护为目标，以煤、生物质和垃圾为主要研究对象，关注能源的高效、洁净转化新技术和气体产物的污染控制等研究工作，开发高效率、低污染的工艺流程和设备。

主要研究内容：

1、能源利用中高效低污染工艺流程的开发及设备研制

2、煤热解新工艺及其关键技术

3、煤气化工程学以及低NOx 无烟燃烧新技术

4、新型高效洁净垃圾焚烧技术的机理研究及设备研制

5、生物质能高效转化及综合利用

6、工业废气中的脱硫材料与技术

化学工艺学位点（081702）

一、分离科学与工程

    分离过程广泛用于石油、化工、冶金、食品、轻工、医药和生化等过程工业。然而，分离过程又是一个高能耗过程，在过程工业的生产投资费用中所占比例极高，与分离有关的成本可占产品总成本的90%左右。因此，选择高效、低耗的分离技术是化工技术向资源与环境拓展的关键。目前重点研究开发原创性的绿色分离过程新原理、新方法、新工艺和新设备。主要以多相系统内界面现象及其对物质传递过程的影响为突破口，研究界面结构与分离过程的关系及其过程强化措施，探索气、液、固相中有用组分的分离及纯化的新过程，研究反应与分离过程的耦合，开拓具有高效性、针对性和无害化的新型分离技术。

主要研究内容：

1、界面结构与分离过程新方法强化

2、温和条件下的反应强化分离过程

3、多相流体力学及传递过程

4、复杂体系的化学反应工程新技术

5、石油产品的深度生物脱硫、脱氮

6、外场辅助提取天然产物

7、化石能源利用中的环境生物技术

二、绿色过程与工程

    以绿色化学化工的原子经济反应分离优化设计为核心，利用化学-物理-资源-环境-生物-计算信息等多学科的最新成果和手段，解决资源高效-清洁-循环利用的关键共性科学问题，以进一步构建用于重大需求的原创性清洁工艺技术平台和高技术型生态工业系统。推动绿色化学化工-工业生态工程等前沿交叉学科的发展，促进我国化工、冶金、材料等过程工业的绿色化提升和向进化型生态工业的转型，为工业可持续发展提供科学与工程支撑。

主要研究内容：

1、资源高效、清洁转化的原子经济性反应新过程理论设计

2、非常规反应/分离系统绿色过程与工程

3、可替代性绿色化学合成新方法、新产品

4、CO2参与的亲电子反应和催化反应过程CO2工业应用

5、环境友好吸附剂设计、合成与分离工程

6、多孔材料规模制备与应用

7、绿色过程系统集成，生态工业系统工程优化方法

8、清洁生产工艺集成技术与产业化工程示范

三、化工冶金过程工程

　　以资源、能源高效清洁综合利用与环境保护为目标，以化工与冶金交叉科学技术为基础，致力于研究开发可持续发展的环境友好化工、冶金新工艺、新技术，为传统化工、冶金过程工程产业更新换代提供科学技术支持。针对国民经济与社会发展的重大需求，结合中国特色矿产资源和能源结构，解决传统化工、冶金过程工业中的资源浪费与环境污染问题。

    研究方向：复杂矿物资源综合利用，化工、冶金清洁工艺，过程工业清洁能源技术，特种冶金与功能材料。

主要研究内容：

1、我国多元复合特色矿产资源综合利用

2、固体废弃物资源化与功能化

3、钒钛矿资源综合利用新工艺、新技术

4、过程工业中煤、天然气能源利用新技术

5、特种冶金：微重力冶金、电化学冶金

生物化工学位点（081703）

    该学科点设在生化工程国家重点实验室和国家生化工程技术研究中心（北京），是我国开展生物化工研究、培养人才的基地。生物化工是生物技术和化学工程学科的交叉，是新型的前沿领域之一，其任务是把生命科学的发现转化为实际的产品或转化为规模化过程和系统，以满足社会的需要。随着生命科学中基因组、蛋白组、生物信息学的迅速发展，生物技术上游（如基因工程、细胞工程、抗体工程、干细胞工程等）不断推出实验室新产品和新应用。生物化工作为生物技术下游，承担产品和过程的放大技术与产业化研究，实现经济、高效和高质量，是生物技术的出口。生化工程国家重点实验室与国家生化工程技术研究中心（北京）相互协作，形成一个生物产品制备、应用和开发的基地。学科点的研究主要包括以下领域。

一、生物催化反应理论与应用

    生化反应过程是制备生化产品的两大过程之一。本实验室以化学工程理论积累和创新为基础，致力于生化反应器的多样化、大型化和专业化。主要探索：

1、气液固三相流态化理论在生化反应器放大上的应用；

2、生物反应复杂系统的多尺度研究；

3、周期振荡理论在固态生物反应器放大上的应用;

4、代谢调控分析及在大型生化反应过程中的应用。

二、生物分离的界面现象与应用

    生化分离是制备生化产品的主要过程，涉及多个单元操作和多种生物分子特性，不仅决定产品的收率，而且决定产品质量，特别是对生物大分子如蛋白质，在分离提纯中要保证三维结构不受破坏，不能使用化工中已经成熟的蒸馏、萃取手段，因此有必要根据生物分子的特性，进行生化分离新概念、新技术和新过程的研究。为此，本实验室主要从界面现象入手，以蛋白质、疫苗和天然产物为重点，进行以下探索：

1、膜分离过程的界面现象和动力学；

2、层析过程的界面现象和动力学

3、生物大分子重折叠和复性；

4、天然产物分离纯化的新技术、新方法

三、生物介质和剂型工程

    生物介质和剂型在近年来受到极大的重视。生物介质既包括生物培养和生物反应用的各种载体，也包括分离纯化生物产品的各种微球层析填料，还包括高通量筛选和分析某种样品和组分的试剂材料。生物剂型是生物产品的应用形式，通常包括各种药物制剂，具有控制释放或者延缓释放的功能，对于提高生物药的有效性非常重要，被认为是决定产品质量的最关键技术之一。生物介质和剂型工程以生物技术产品为背景，综合物理、化学、生物学、材料学和工程学的基本知识，针对目标产物分子，进行介质骨架、结构、功能的优化设计，将所研制的介质应用于各种生物过程，解决生物反应、生物分离、生物分析和生物给药中的关键问题，进行一下探索：

1、高效生物反应介质的研制；

2、高效生物分离介质的研制；

3、长效基因工程药物的研制；

4、高效疫苗制剂的研制

5、药物控释微囊的研制

四、生物过程的集成优化

    这部分的研究强调理论与实际的结合，将上述1－3研究的创新与实际过程联系起来，对具体目标产物制备过程进行整体集成优化，使理论有用武之地，解决生物技术中的重大和关键问题，主要涉及以下4个领域：

    生物高技术医药领域：开发创新性的生物医药过程技术，提高基因工程蛋白质药物和动植物天然产物药物的纯度和收率，设计合理的生物反应和生物分离过程，保证产品质量，降低过程成本。

    生物介质与材料领域：研究细胞培养和蛋白质及天然产物分离纯化用的介质，包括各种微载体、天然多糖微球、合成高分子微球、医用微胶囊和药物缓释系统，发展生物化学和生物医学关键材料。

    资源和能源领域：用生物加工技术通过大规模过程集成，使农业、林业及其它可再生资源得以利用，在食品、饲料、农药、保健品、食品添加剂、液体及气体燃料、空间生命支持系统等方面开发新的加工过程。

    环境治理领域：用洁净的生物加工工艺可取代传统的有污染的生产工艺，通过环境生物技术消除污染，用生物修复技术使被污染的环境复原。

目前正在进行的主要科研课题有：

1、动植物细胞规模培养生产药用活性组分

2、木质纤维素生物转化及综合利用

3、人工血液代用品

4、基因工程疫苗和蛋白质分离纯化过程集成

5、高纯度生物碱和皂甙类天然产物的制备

6、蛋白质修饰的技术平台

7、生物药物控释载体和分离介质

8、生物能源和生物化学品工程

    本实验室的最终目标通过科技创新，建立具有我国特色的生化工程理论体系，应用于传统生物技术产品的过程优化和现代生物技术产品的开发，为我国生物技术的产业化、现代化和高经济效益化作出贡献。

应用化学学位点（081704）

    应用化学侧重于将现代化学的基本原理和方法应用于解决过程工程的基础理论和关键技术问题，利用化学工程的基本原理和方法与化学工艺有机结合，研究过程工程的特性和规律，解决工程技术的实际问题。注重从分子水平上揭示过程工程和产品工程的内在本质。融合化学、物理、生物、计算技术以及工程技术等相关基础，针对资源高效-清洁-循环利用的关键共性科学问题，从“化学供应链”的角度，深入研究资源高效转换过程的基本规律，发展以效率－经济－环境协调为目标的能量－物质网络结构的优化集成理论和方法。

一、绿色化学工程

    突出"绿色化学"与"过程工程"相结合的特色，以建立非常规介质—离子液体的分子设计、结构-性质、规模化制备、清洁化工应用、绿色过程集成的技术基础平台为目标。开展离子液体中资源高效转化利用的关键技术及应用基础研究，发展生态工业的系统集成理论及评价体系，重点探讨离子型介质中分子间相互作用和物质转化过程的共性规律，建立绿色度理论及绿色过程系统集成的方法，建立基于离子液体的清洁工艺技术及示范工程，实现从基础到工程应用的全过程。

主要研究内容:

1、功能化离子液体的分子模拟及设计

2、离子液体的结构-性质及模型化研究

3、功能化离子液体的合成及规模化制备

4、基于离子液体的清洁化工新过程

5、绿色度理论及绿色过程集成

二、计算机化学与化工
 
    研究化学化工信息的计算机表达、处理、集成的基本理论和方法,发展动态交互的虚拟社区，建立过程工程与技术创新的信息系统平台。以实现虚拟工艺过程为目标，开展分子模拟和分子设计的研究，探索物质结构－组成－机理－性能－环境性质之间的关系，从分子水平上推动产品工程的发展。开展过程工程的模拟、优化、系统集成方法的研究，支持面向未来的清洁、高效、低耗的新工艺过程的研究开发。

主要研究内容:

1、信息资源集成与过程工程创新研究环境

2、分子模拟和分子设计

3、化学信息资源和知识挖掘

4、过程工程模拟、优化与集成

5、工程化学数据库

环境工程学位点（083002）

    以源头污染控制/循环经济的环境发展战略为导向，以生物、化学、化工、材料、生态工程、信息等多学科交叉形成的环境技术为特色，将化学工程学的原理和方法以及交叉学科的最新成果引入环境工程，提升环境治理的技术水平，开发组合型环保新工艺、新设备和集成技术，解决工业可持续发展中的环境问题。

主要研究内容：

1、资源循环利用的零排放链接技术与生态产业链设计

2、电化学-生物耦合技术处理难降解有机废水

3、土壤原位修复的生物化工技术

4、毒性重金属废弃物的资源化技术

5、工业CO2废气的减排技术和综合利用工程

6、环境经济系统分析与优化集成方法，清洁生产量化评价体系

7、渗透汽化与污水资源化技术

8、物化组合技术(吸附/光降解/超声)深度处理有机废水