生物质能源科学与技术学科博士学位研究生培养方案
(082922)
一、培养目标
培养适应新时期社会需要的德、智、体全面发展的生物质能源科学与技术学科的高层次专门人才。具体要求:
1、 较好地掌握马克思列宁主义、毛泽东思想的基本原理和邓小平理论、“三个代表”的重要思想;树立辩证唯物主义和历史唯物主义世界观。
2、 拥护党的基本路线,热爱祖国,遵纪守法,品行端正;具有强烈的事业心和团结协作并愿为生物质能源化工程事业献身的精神。
3、 掌握本学科领域内坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,熟悉本专业研究方向的国内外研究现状与前沿动态,具有独立进行科学研究、攀登本学科高峰、开拓新领域并作出创新性成果的能力。
4、 熟练掌握一门外国语。
5、 具有健康的体魄和良好的心理素质。
二、研究方向
1、 植物油脂制备生物柴油研究
植物油脂制备生物柴油研究方向主要以天然植物油脂为原料,采用化学和生物手段制备生物柴油及其反应机理研究;采用基因改良方法,提高植物资源的产脂率。
2、 植物资源液化技术
植物资源液化技术主要以农林木质纤维材料为研究对象,采用催化液化和热化学液化等手段制备生物质液体燃料,同时对催化液化和热化学液化机理、燃料性能等进行研究。
3、植物资源气化技术
植物资源气化技术研究方向则以农作物秸秆及木质纤维为原料,采用高温或催化气化制备气体燃料,以及合成气体研究。
4、燃料酒精合成技术
利用DNA重组技术改造酒精生产工艺,通过酶的改进,培育不同的功能菌以提高对木质素、纤维素和半纤维素的分解、糖化及合成酒精的能力,研究酶催化合成酒精的内在规律。
三、学习年限和时间安排
博士研究生的学习年限一般为三年,可根据实际情况,经本人申请、导师同意、学校批准,可适当延长,但一般不超过6年。一般半年至一年时间为课程学习阶段,后两年至两年半(及以上)时间主要从事科学研究和撰写学位论文阶段。
四、课程设置、学分要求和课程说明
1、课程设置和学分要求
学分要求:博士研究生课程分为公共学位课、专业学位课和选修课程三类,要求总学分不少于15学分(同等学历者不得少于18学分),其中学位课程不少于9学分,其余为选修课程。
课时要求:每个学分20学时。基础课、专业基础课可根据课程内容和需要一般原则上可设2或3学分;专业课每门课程原则上设2学分。非学位课由指导教师和研究生根据专业培养方向的要求,以及研究生原有的基础、特长及专业爱好共同商定。给研究生留有充分的自学时间和选择的灵活性,鼓励研究生跨学科、专业选修课程,以拓宽知识面,增强适应能力。
博士阶段的具体课程设置和学分如下:
1)公共学位课:5学分
(1)现代科学技术革命与马克思主义 2学分
(2)第一外国语 3学分
2)专业学位课程:不少于4学分
(1) 现代固体表面分析技术 2学分
(2) 生物质资源综合利用技术 2学分
(3) 生物质能源专题 2学分
(4) 新型炭材料专题 2学分
(5) 纳米空间的理论和技术 2学分
(6) 高等有机化学 3学分
3)选修课:不少于6学分
(1)第二外语 2学分
(2)高等工程热力学 2学分
(3)工业微生物学 2学分
(4)环境科学与技术进展 2学分
(5)计算机在化学化工中的应用 2学分
(6)新型能源材料 2学分
(7)新型清洁能源 2学分
(8)植物学 2学分
(9)材料有机化学 2学分
(10)电镜技术 2学分
(11)应用概率统计 2学分
(12)现代企业经营战略 2学分
(13)预测技术与决策分析 2学分
(14)生物有机化学 2学分
(15)高等工程热力学 2学分
(16)工程热物理 2学分
2、课程说明
(1)现代科学技术革命与马克思主义
见教育部组织编写的教学大纲。
(2)第一外国语
见教育部组织编写的教学大纲。
(3)现代固体表面分析技术
要求研究生了解、掌握扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子光谱(XPS或ESCA)、次级离子质谱(SIMS)及原子间力显微镜(FAM)等现代分析技术手段的基本原理和分析方法,熟悉该类高端分析技术在生物质材料、合成高分子材料、炭材料、纤维纸张及金属等固体材料表面分析测定中的应用。
主要内容有:固体表面基本特征;扫描电子显微镜(SEM,装配X-射线检测器)的基本构造、组成及分析原理,分析测定及操作要领,扫描电子显微镜在固体表面构造、孔径大小及分布、固体材料表面的微细颗粒及元素分布等分析方面的应用。
X-射线光电子光谱仪(XPS)的基本构造、组成及分析测定原理,有机材料基本组成C、N、O等元素在分子构成中的环境及其光电子光谱特征,XPS在固体材料表面的化学组成、化学成分定性和定量分析、化学结构变化等测定中的应用。
次级离子质谱(SIMS)法分析的概要,SIMS原理及构造,SIMS的测定方法,SIMS在生物质等固体材料表面化学成分的定性分析及定量分析中的应用。
原子间力显微镜(FAM)的基本构造和原理,FAM的分析方法,FAM在生物质材料、有机合成高分子材料及纤维等固体材料表面的微观结构和表面特征测定等方面的应用。
(4) 生物质资源综合利用技术
要求研究生了解、掌握生物质原料的化学和生物加工方法以及相应的产品的主要应用。
主要内容:植物资源化学,植物原料的水解原理、方法和工艺过程,植物原料的生物降解原理、方法和工艺过程,植物原料中高聚糖的化学和生物加工方法以及产品,植物原料中木质素的化学和生物加工方法以及产品。
(5) 生物质能源专题
要求研究生了解生物质能源在可再生能源中的地位和应用前景,掌握生物质资源能源化的主要方法、技术和主要设备,并了解生物质能源的最新技术进展和发展趋势,。
主要内容:生物质的液化原理、方法和技术,液化产物的分离、分析和加工;生物质原料的气化原理、方法和技术,气化产物的分析和利用;生物质固体燃料的生产技术和应用;生物质液化和气化技术的最新进展。
(6)新型炭材料专题
要求研究生掌握炭材料的结构、性能及其分析方法,新型炭材料的主要种类、制备方法与应用,并了解新型炭材料的发展趋势。
主要内容:炭纤维、多孔质炭和炭黑等炭材料的结构和性能;多孔质炭材料的主要种类、吸附理论和孔隙结构的分析方法、制备方法,多孔质炭材料在化工、环境保护、电子领域和气体贮存等方面的应用;纳米技术在制备炭纤维、多孔质炭材料方面的应用,生物质原料在制备炭材料方面的应用,新型炭材料的研究进展。
(7)纳米空间的理论和技术
要求研究生了解和掌握纳米空间的纳米化学和纳米物理、纳米空间的制备原理和技术。熟悉纳米空间理论在多孔质炭材料方面的应用。
主要内容:纳米空间的概念,纳米空间的表面化学现象和物理现象、分析方法,纳米空间的制备方法和控制技术,纳米空间的应用原理和途径,以及它们的研究进展。
(8) 高等有机化学
要求研究生从静态角度理解有机化合物的结构与性质之间的关系,从动态角度掌握有机化合物的反应历程,掌握影响反应历程的诸多反应物本身的结构和反应条件等。
主要内容有:共价键,电子效应与空间效应,立体化学,有机反应中的活性中间体,芳香烃,饱和碳原子上亲核取代反应,芳香环上的亲电和亲核反应,碳-碳重键的加成反应,碳-杂重键的亲核加成反应,消除反应,自由基反应,分子重排反应,周环反应,有机光化学反应。
五、培养方式和方法
1、对博士生的培养以科学研究为主,结合导师的科研任务或国家的科研项目带动博士生科研工作和撰写论文。
2、博士生培养工作由导师负责,指导方式采取导师指导和以导师为首的指导小组集体指导相结合的方法,发挥导师、指导小组和博士生三个方面积极性。指导小组应由不同学科的具有高级职称的人员组成。
3、课程教学采用启发式和研讨式,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。培养实事求是、严格、细致和理论与实践统一的工作作风。积极参加校内外的学术活动,活跃学术思想。
六、实践环节和学术活动
博士研究生应辅助导师担任硕士生或本科生教学工作量为40学时左右的教学实践(如讲部分章节课,辅导、指导实验课程设计、指导毕业论文设计等)。没有实际工作经验的博士生应安排到有关企事业单位参加生产实践、社会调查、科研基地工作1-2周。参加教学实践或生产实践(社会调查、科研基地工作)环节均须考核,但不计学分。考核合格后方可进行论文答辩。导师和学科组应积极要求并组织博士研究生参加有关的学术活动,使其了解本学科的发展动向,开阔视野,活跃学术思想,培养开拓与创新精神。
博士生在学期间至少要写出2篇与学位论文内容相关的阶段性学术论文并在学校指定档次刊物上发表,未达到者不得参加论文答辩。
七、博士生的综合考试与外语考试
博士生在完成课程学习后进入论文工作之前,必须进行一次综合考试和外语考试,以取得进入学位论文工作的资格。
综合考试是对博士生基础理论和专业知识在综合性、前沿性和交叉性方面掌握情况的一次综合调查,采用笔试或口试的方式。笔试应具有一定的深度和广度,大体应覆盖三门以上专业基础和专业课的内容。口试可组织由5-7名专家组成的考察小组(由基础、专业基础、专业课程教师组成)结合开题报告进行。对研究领域的前沿动态、课题实施方案和该博士生应具备的知识结构等进行答辩。三分之二专家通过为合格。
博士生一般应于入学一年后(或学位论文准备开始工作前)进行综合考试。综合考试未通过者,允许补考一次,补考仍未通过者,停止做博士论文,终止其学业。
外语考试统一参加国家水平五级考试,并达到学校规定的分数。综合考试试题、答案,口试记录、评语及成绩交研究生院统一存档。
八、论文工作和论文要求
学位论文工作是研究生培养的主要组成部分,是培养博士生科学研究能力、独立创新能力、开拓进取精神的重要环节。论文工作阶段应包括文献综述、开题报告、科学实验(或科研调查、工程设计)、撰写论文等部分。文献综述和开题报告是很重要的两个环节,研究生在入学后一年内完成论文的选题或开题的准备工作,于第三学期提出学位论文的开题报告,并在一定范围内(课题组或学科组)广泛听取意见,经导师和指导小组同意,学科组审定确认后,制定论文工作计划,开展研究工作。
学位论文的基本要求是:论文选题应具有理论和实践意义,要反映其在本学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,应表明作者具有独立从事科学研究工作的能力,应在科学和专门技术上做出创新性的成果。从事论文工作期间,要定期报告论文进展,要有至少2篇阶段性论文在学校规定的核心等级刊物上发表。论文的格式要规范,论文初稿完成后,由导师审阅,召开论文报告会,发挥集体指导力量,提出修改补充意见,最后定稿后要达到要求。