换热器课程设计

为青年科技人才创造良好的科技研发环境，促进青年科技人才出好的科研成果，一直是科学界关注的话题。党的十九大二十大报告中均指出，要加大对青年科研人员支持力度，让各类人才潜心钻研、尽展其能。很多高校和科研院所也积极响应，在多方面给与支持保障，阶梯式培养青年科研人才，进一步为青年科技工作者的成长成才奠定基础。在广东工业大学，就有这样一位青年人才，他主要从事生物质热化学转化制备液体燃料和化学品方面的研究，2022年荣获了“第八届中国科协青年人才托举工程”青年人才称号。他就是广东工业大学材料与能源学院副教授、硕士生导师舒日洋。

优秀青年人才业内斩获无数荣誉

舒日洋，博士，副教授，硕士生导师，广东工业大学“青年百人A类”入选者。2022年荣获“第八届中国科协青年人才托举工程”青年人才称号项目，现已发表SCI论文70余篇，在Chem． Soc． Rev．、Chem． Eng． J．、Fuel、Fuel Process． Technol．、Bioresour． Technol．、Chem． Eng． Sci．、Ind． Eng． Chem． Res．等国际权威杂志上以第一作者／通讯作者（含共同）身份发表SCI／EI论文38篇，其中SCI一区论文19篇，累计引用2100余次，H指数25（GoogleScholar），获得了欧洲科学院院士、英国皇家化学会会士、国家杰青等专家学者的积极正面引用。他已经申请发明专利10项，已授权5项。他主持了国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、中国科协青年人才托举工程项目、广东省自然科学基金－青年提升项目、广东省自然科学基金－博士启动项目、广州市基础与应用基础研究项目、中国科学院可再生能源重点实验室开放基金等项目十项。

舒日洋担任了中国能源学会专家委员会委员，全国材料与器件科学家智库能源材料与器件专家委员会委员，第二届中国可再生能源学会青年工作委员会委员，广东省节能协会专家委员会副主任，中国能源研究会会员，广东省青年科学家协会会员，佛山市青年科技工作者协会会员，国家自然科学基金、广东省自然科学基金项目通讯评审专家，担任《燃料化学学报》的学术编辑，Frontier in Chemical Engineering期刊的审稿编辑，Journal of Renewable Materials和Energies期刊的专刊客座编辑，ACS Catalysis、ACS Sustainable Chemistry Engineering、Energy Conversion and Management、Fuel、Fuel Processing Technology等国际期刊审稿人。

舒日洋一直从事生物质催化转化制备高品质液体燃料研究，围绕可再生能源和“双碳”目标开展相关研究工作。针对生物质中木质素复杂致密结构导致的难解聚、解聚碎片易重聚等问题，他提出了通过多孔催化剂耦合均相Lewis酸高效解聚木质素的新方法，实现了木质素大分子C－O键的高效活化断裂；同时阐明了木质素大分子解聚过程结构演变规律，发现了影响产物分布关键官能团化学键的断裂机理，提出了产物调控的新策略。在木质素高效解聚的基础上，他还开发了新型高分散金属／固体酸催化剂，实现了木质素解聚产物高效加氢脱氧提质，碳氢化合物含量从7．9％提高到90％以上，有望直接作为液体燃料使用，具有广阔的应用前景。

作为一名青年学者，舒日洋还始终紧跟国际前沿热点问题，始终坚持科学研究的源头创新性和多学科交叉性，取得了突出的成绩。

教学注重创新方法因材施教

除了科研，舒日洋首先是一名优秀的讲师，负责讲授本科生专业基础课《生物质能源》《热流体》《换热器原理与设计》等，以及硕士研究生专业选修课《生物质能源转化及利用》等课程。

在授课中，他始终坚持开展教学研究与教学改革，积极研发教学课件以及改革考试方式，注重学生实践动手能力的培养。他根据课程特点编写多媒体课件和网络教程，为学生提供详细的案例分析，加深学生对生物质能源利用技术等专业知识点的理解。经过多年的研究与实践，逐步形成了独具特色的教学风格、教学方法和教学手段。相关教学成果以第一作者身份发表了题为《浅谈能源转型背景下＜生物质能＞课程教学的改革》的教改论文，所主讲的《生物质能源转化及利用》获批了广东工业大学研究生示范课程建设项目。

作为一名年轻的讲师，舒日洋非常注重根据每个学生的特点因材施教，为他们推荐最适合的研究方向和科研道路。他在实验室指导学生熟悉实验操作的每个流程，指出每个环节存在的问题和注意事项，给学生详细阐释数据处理的方法和技巧，让学生能够快速掌握实验技能，尽早独立进行实验。他鼓励本科生和研究生参与科研项目，了解课题撰写、申报、完成、结题等各个环节，通过流程的梳理让学生更加明白课题的目的和意义，同时积极开展课题讨论，学习交叉学科或课题知识。

此外，舒日洋还采取行之有效的方法培养本科生和研究生的科研能力和独立创新能力，如坚持每周组会学术研讨，每周文献汇报，落实执行研究生的开题、预答辩、中期评估制度，鼓励研究生参加国内外的学术会议，提供与知名学者面对面交流的机会，增长研究生学术见识。

独立科研方向瞄准低碳新材料

在“碳达峰、碳中和”目标背景下，舒日洋同样把目光锁定到了寻找可再生、低碳环保型的替代原料。

“我国生物质总产量约为50亿吨／年，相当于20亿吨油当量，木质素在生物质中质量占比10％－35％，产量巨大。”舒日洋表示，木质素是自然界中唯一可再生的芳香族化合物来源，通过解聚可制备重要的芳烃前驱体—单体酚类化合物。因此，以木质素为原料制备芳烃是理想的替代化石原料的技术路线。

按照舒日洋的研究线路，木质素制备芳烃的主要思路是首先将木质素解聚为单体酚类化合物，再进一步氢解制备芳烃产物。氢解过程中，含氧官能团需要消耗一定量的活性氢来断裂C－O键，但苯环也容易被加氢生成副产物。如何在提高C－O键氢解效率的同时，避免苯环被加氢，是高效生产芳烃的关键。

“现有的催化体系以负载型金属催化剂为主，通过催化剂改性降低加氢活性，或者限量供给氢源抑制苯环被加氢等措施来制备芳烃，这些方法在一定程度上提高了芳烃的选择性，但同时也抑制了氢解反应的发生，降低了芳烃的收率。”舒日洋介绍说，加氢和氢解步骤具有类似的化学反应特性，现有的催化体系很难选择性调控加氢和氢解反应，芳烃产物的高选择性和高收率无法兼得，成为制约木质素生产芳烃的瓶颈。

针对氢解和加氢步骤的选择性调控难题，舒日洋提出将活性氢定向供给氢解反应，同时隔绝加氢反应的策略来实现芳烃的选择性制备。

他设计制备新型的核壳结构催化剂，采用壳层包裹金属位点，使之不与苯环接触，避免加氢反应，同时壳层表面的氧空位吸附酚类化合物C－O键，活性氢通过溢流的方式从金属位点传递到壳层表面，实现C－O键的氢解。基于该研究思路，首先通过对金属纳米粒子尺寸与组成结构、金属氧化物壳层厚度与结构，以及核－壳界面的调控，获得理想的核壳结构催化剂。然后，通过研究金属氧化物壳层氢溢流过程的影响因素，揭示氢溢流过程的调控机理，获得不同氢源的吸附－解离－溢流总传质过程的调控方法。最后，通过研究氢溢流效应下的酚类化合物氢解反应动力学与机理，阐明氢传质过程与氢解反应的耦合关系，并实现两者之间的优化匹配，获得高选择性和高收率的芳烃产物。

在舒日洋坎壈，该项研究侧重于研究氢传质过程机制和氢解反应动力学，阐明芳烃选择性生成的氢解反应机理，形成芳烃精准调控方法体系与技术特色，打通木质素制备生物航油芳烃组分的技术路线，为木质素制备生物航油组分的产业化提供理论基础。

“这将是我们这个年轻团队未来独立开展的科研项目，我们务求在项目中勇担责任、勇于创新、勇攀高峰、实现突破，为探索新能源、实现碳中和作出一份贡献。”舒日洋表示。

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