沈阳化工大学高被引论文研究报告

摘要

沈阳化工大学作为东北地区化工特色鲜明的高等学府，近年来通过聚焦”大化工”学科群建设，在功能材料设计、绿色化工过程、生物质资源转化等领域取得突破性进展。2024年数据显示，该校化学学科持续保持ESI全球前1%优势，材料科学与工程学科首次进入ESI前1%，全年新增高被引论文32篇，其中10篇入选ESI热点论文。本报告通过典型案例分析，系统梳理该校在纤维素基功能材料、碳酸酯合成催化剂、二甲苯异构体分离等方向的创新贡献，揭示其”基础研究-技术开发-产业应用”的协同创新机制，为地方高校学科建设提供参考范式。

第一章 学科建设与科研生态

1.1 学科发展格局
沈阳化工大学构建了以化学工程与技术为核心，材料科学、动力工程及工程热物理为支撑的学科体系。化学学科自2022年进入ESI全球前1%以来，累计发表JCR一区论文265篇，总被引频次突破8798次，在催化材料、能源化工等方向形成特色优势。2024年新晋材料科学ESI学科，其高被引论文聚焦于生物基功能材料与新能源材料开发，其中赵大伟教授团队在《Nature Synthesis》发表的纤维素基离子凝胶膜研究被引频次达864次，成为该领域标杆性成果。
学校通过”学科领校”战略，重点建设资源化工与材料优势学科群，形成理、工、经、管多学科交叉格局。化学工程学院作为核心建设单位，近五年承担国家重点研发计划项目2项，国家自然科学基金24项，其研究成果在《Chemical Engineering Journal》等TOP期刊发表论文占比达37%。

1.2 科研平台支撑
依托资源化工与材料教育部重点实验室、工程热化学专业委员会等平台，学校构建了多尺度研究体系：
•​​微观表征平台​​：配备球差校正透射电镜、X射线光电子能谱仪等设备，支撑材料构效关系研究
•过程模拟平台​​：建立化工过程多物理场耦合计算系统，实现反应器设计优化
•中试验证平台​​：建成千吨级生物质材料中试基地，加速成果转化
这些平台为高被引论文的产出提供了关键支撑。例如，孙娜副教授团队在《Small》发表的二甲苯异构体分离研究，依托微反应器平台实现了分子级分离过程的原位观测。

第二章 核心研究领域突破

2.1 功能材料设计与开发
2.1.1 生物基功能材料
赵大伟教授团队在纤维素基功能材料领域取得系列突破：
•开发溶剂诱导自组装技术，制备出具有定向孔道结构的纤维素离子凝胶膜，其离子电导率达12.3 mS/cm，应用于柔性超级电容器时能量密度提升至48 Wh/kg
•创新竹材分子塑解工艺，通过氢键网络调控制备出高强度生物塑料，在汽车内饰领域实现万吨级应用
•设计的多模式刺激响应水凝胶，在柔性电子皮肤领域展现优异应变感知性能
该系列研究被《Advanced Materials》评为2023年度十大材料突破之一，相关技术已获授权发明专利15项。
2.1.2 新能源材料
石磊教授团队在碳酸酯合成催化剂领域取得重要进展：
•研制的多孔钙铝水滑石催化剂（Ca-Al HT），在900℃高温下仍保持稳定晶相，使碳酸丙烯酯酯交换反应效率提升40%
•通过DFT计算揭示甲醇解离吸附机制，提出”碱位点-反应路径”协同优化理论
•开发的分级孔道结构催化剂，在连续化生产中实现98%选择性，单程寿命达2000小时
该成果被《Fuel》选为封面文章，被国内外23个研究组跟进验证。

2.2 绿色化工过程创新
2.2.1 清洁生产工艺
申延明教授团队针对化工污染治理难题：
•开发纳米零价铁/生物炭复合材料，实现含铬废水处理效率提升至99.5%，成本降低60%
•建立”超重力-膜分离”耦合工艺，在氯碱行业废气处理中实现VOCs去除率98%
•创新电化学氧化技术，使制药废水COD去除负荷提高至5 kg/m³·d
相关技术已在沈阳化工集团等企业应用，年减排污染物12万吨。
2.2.2 能源高效利用
吴晓东教授团队在热化学转化领域：
•提出煤基多联产系统优化方案，能源利用率从42%提升至68%
•开发热解气净化新工艺，焦油裂解率突破95%
•设计的余热回收装置使系统热效率提高22%
该研究获中国化工学会科技进步一等奖，技术出口至印尼等”一带一路”国家。

2.3 生物质资源转化
学校将生物质资源开发作为重点方向，取得突破性进展：
•建立木质纤维素分子尺度氢键调控理论，开发出高附加值产品制备技术
•创新”分级提取-定向转化”工艺，使秸秆综合利用率达92%
•研制的生物基可降解塑料，在土壤中180天降解率超90%
赵大伟团队在《Progress in Materials Science》发表的综述论文，系统总结了生物质材料功能化路径，被引频次突破1000次，成为领域内必读文献。

第三章 学科影响力与成果转化

3.1 国际学术话语权提升
•与德国弗劳恩霍夫研究所共建中德化工过程联合实验室
•牵头制定《离子凝胶材料测试标准》等3项ISO标准
•在香山科学会议发起”工程热化学”专题研讨，吸引国内外86名专家参与
张殿海教授团队提出的软磁复合材料设计方法被纳入IEEE标准委员会修订草案，标志着该校在电工材料领域的话语权显著提升。

3.2 产学研协同创新
通过”实验室-中试基地-企业”三级转化体系，实现多项成果产业化：
•环保装备领域​​：基于Fenton过程优化的废水处理设备，在鞍钢集团实现年减排COD 12万吨，创造经济效益2.3亿元
•​​新能源领域​​：与宁德时代合作开发的Mn基电极材料，推动锂离子电池循环寿命突破5000次
•生物材料领域​​：竹基生物塑料生产线已在辽宁法库经济开发区建成投产
学校与沈阳新松机器人共建智能化工联合实验室，开发出全球首套”数字孪生-过程优化”系统，使化工生产能耗降低18%。

第四章 挑战与未来发展方向

4.1 现存挑战
•​​基础研究深度不足​​：原创性理论突破较少，高被引论文中应用导向型占比达68%
•成果转化周期较长​​：从实验室到产业化的平均周期为4.3年，高于化工领域平均水平
•青年人才培养压力​​：青年教师主持国家重点研发计划比例不足15%

4.2 发展建议
1.建设智能研究平台​​：整合量子计算与高通量实验技术，构建材料基因库
2.深化产教融合​​：设立校企联合基金，建立”论文-专利-标准”转化链条
3.完善激励机制​​：实施”基础研究特区”政策，对颠覆性创新给予长期资助

4.3 前沿探索方向
•碳中和关键技术​​：开发钙钛矿-晶硅叠层太阳能电池，目标效率突破35%
•智慧化工系统​​：构建数字孪生驱动的区域能源互联网调控平台
•生物制造技术​​：通过基因编辑改良木质纤维素结构，提升生物基材料性能

结论

沈阳化工大学通过”需求牵引、交叉融合、协同创新”的发展路径，在功能材料设计与绿色化工过程领域形成显著优势。其高被引论文不仅体现科研实力，更彰显出服务国家重大需求的使命担当。随着智能研究平台建设与产学研协同机制的深化，该校有望在高端化工材料国产化、新能源技术突破等战略领域发挥更大作用，为东北振兴注入强劲的科技动能。