化学工程联合国家重点实验室  
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姓名:张新胜
职称:教授,博士生导师
职务:联合化学反应工程研究所党支部书记
所属单位:华东理工大学
电话:021-64253469
传真:021-64253528
电子邮件:xszhang@ecust.edu.cn

教育背景:
1993/02-1997/04,华东理工大学,化学工程系,博士
1989/09-1992/7,华东理工大学,精细化工系,硕士
1980/09-1984/07,湖南大学,化工系,本科

工作经历:
2011/01-2012/02,美国得克萨斯大学奥斯汀分校,访问教授。
2003/09-至今,华东理工大学,化工学院化学工程系,教授
1999/01-2003/09,华东理工大学,化工学院,副研究员。
1997/03-1999/01,华东理工大学,化工学院,讲师。
1984/07-1997/3,河南省洛阳化工四厂,助理工程师。

研究方向:
电催化工程,环境电化学工程,电化反应工程

学术要点:
1.电催化反应过程
  纳米碳纤维结构调控:研究纳米碳纤维表面上基面和端面微结构的差异和表面性质对其催化活性的影响。主要研究纳米碳纤维作为催化剂时,其微结构对其表面含氧基团的影响,以及纳米碳纤维作为催化剂载体时,其微结构和表面性质对负载的纳米金属颗粒的影响及其对氧的阴极还原反应活性的影响。通过调控纳米碳纤维的微结构和表面性质来提高其催化性能,以及如何通过调控纳米碳纤维的微结构和表面性质来控制负载纳米金属颗粒的形态,提高其电催化活性。
  光电催化剂掺杂改性:研究钽、锡、钴等金属掺杂α-Fe2O3、TiO2等光解水催化剂后提高其光解水催化活性的掺杂规律,掺杂机理。采用密度泛函理论计算金属元素掺杂后晶面形成表面能的变化。依据布居分析和电荷差分密度分析研究金属掺杂后与附近原子的结合键能及其掺杂后的稳定性。
  电极催化剂的催化机理:采用循环伏安、微分电容、交流阻抗、计时库仑等电化学手段分析电极失活原因。研究微量阳离子表面活性剂抑制电极失活的原因及其提高电解过程的电流效率、反应的选择性的催化机理。采用拓扑学方法建立了季铵化合物的结构与其电催化效果的相关,预测具有高效催化活性的季铵化合物的结构。
  电催化转化二氧化碳:以具有双催化中心的离子液体作为催化剂,研究CO2在温和条件下、低耗、高效转化利用。通过对离子液体催化剂的电催化过程、催化反应的研究,建立催化剂组成和结构与其催化性能的内在联系。利用原位红外等在线光谱手段,结合量子密度泛函理论计算,探索其催化反应机理。
2、环境电化学
  含盐废水处理:如何处理含盐废水一直是化工行业实现可持续发展的一个难题。
  研究电渗析-电解组合法处理含盐废水并将实现对回收盐的综合利用。通过电渗析将废水中的无机盐脱除,以使废水达到直接排放或回用的标准;同时从废水中富集回收的无机盐被电解转化为相对应的无机酸和无机碱。
  废酸回收再利用:研究电化学组合技术回收废水中的无机酸和无机盐,优化扩散渗析与双极膜电解法组合工艺提高废液中的无机酸与无机盐的分离效果,实现无机酸、无机盐的综合利用。
  难降解有机废水处理: 有机难降解废水一直是工业废水处理的难题,它包括高含盐有机废水、高毒性有机废水。针对高含盐有机废水的处理方法是先采用电化学方法将有机废水中的无机盐脱出,而后采用常规技术降解有机污染物。我们采用高压脉冲等离子放电将高毒性有机物分解为低毒性有机物,提高可生化能力,使其适应于低成本的活性污法处理。
3、电化学反应工程
  有机电解过程工艺优化:主要开展硝基、羧基、醛、醌、腈、烯烃等电解加氢还原、还原偶联、还原重排、还原消除等阴极过程,醇、醛、酚、硫醚、芳烃等电解氧化、氧化醚化、氧化氯化、氧化氟化、氧化溴化等阳极氧化过程的研究。
  电解过程工程化: 开发新型的两膜三室、三膜四室等多膜多室电解槽,研究平板电极与固定床电极等优缺点,重点发展节能型双极膜电解和成对电解装置。研究电解关键设备电解槽内电流密度分布、温度分布、原料和产物的分布等放大关键因素,通过小试、中试和过程放大研究电解槽的放大规律,筛选适用工业长期使用的电极、离子膜,槽体材料、密封材料等。

荣誉和奖励:
  现任中国有机电化学与工业理事会副理事长、中国化学会电化学专业委员会委员、中国电化学会工业与有机电化学分会副主席、中国电化学会委员单位负责人、核心期刊《电化学》编委、国家兽用药品工程技术研究中心化药专业委员会委员、南京321计划领军人才。主要以电催化和电化学反应为研究方向,重点研究纳米碳纤维催化剂和光解水制氢催化剂的微结构调控、精细有机产品的电化学合成、工业废水电化学处理及其资源化利用等。主持了国家自然科学基金、中国石油天然气股份有限公司1.8万吨/年乙草胺的清洁醚化专利新工艺和25万吨/年“碳五”分离关键装置聚合反应器等企业开发课题20多项,发表论文90余篇,其中SCI收录论文30余篇,国家发明专利18项, 授权发明专利15项。

代表性论文:
1、Xin-Sheng Zhang, Hui-Cheng. Li, Shi-Jun Wang, F. R. Fan, Allen J. Bard*, Improvement of hematite as photocatalyst by doping with tantalum, J. Phys. Chem. C. 2014, dx.doi. org/10.1021/jp500395a.
2、D. F. Niu, H. C. Li, X. S. Zhang, Improved synthesis of 3-methoxy-4-hydroxymandelic acid by glyoxalic acid method. Tetrahedron 2013, 69: 8174-8177.
3、R. S. Zhong, Y. H. Qin, D. F. Niu, X. S. Zhang, X. G. Zhou, S. G. Sun, W. K. Yuan, Effect of carbon nanofiber surface groups on oxygen reduction reaction of supported Pt electrocatalyst. Electrochim Acta 2013, 89: 157-162.
4、R. S. Zhong, Y. H. Qin, D. F. Niu, J. W. Tian, X. S. Zhang, X. G. Zhou, S. G. Sun, W. K. Yuan, Effect of carbon nanofiber surface functional groups on oxygen reduction in alkaline solution. J. Power Sources, 2013, 225: 192-199.
5、L. Jin. C. X. Pang, X. S. Zhang, L. Niu, W. K. Yuan, Determination of glyoxylic acid in organic electrosynthesis using the differential pulse polargraphy, Asian J. Chem. 2013, 25: 10102-10106.
6、Y. H. Qin, Y. Jiang, D. F. Niu, X. S. Zhang, X. G. Zhou, L. Niu, W. K. Yuan, Carbon nanofiber supported bimetallic PdAu nanoparticles for formic acid electrooxidation. J. Power Sources, 2012, 215: 130-134.
7、Y. H. Qin, Y. B. Jia, Y. Jiang, D. F. Niu, X. S. Zhang, X. G. Zhou, L. Niu, W. K Yuan, Controllable synthesis of carbon nanofiber supported Pd catalyst for formic acid electrooxidation. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37: 7373-7377.
8、Y. Jiang, J. Zhang, Y. H. Qin, D. F. Niu, X. S. Zhang, L. Niu, X. G. Zhou, T. H. Lu, W. K. Yuan, Ultrasonic synthesis of nitrogen-doped carbon nanofibers as platinum catalyst support for oxygen reduction. J. Power Sources 2011, 196: 9356-9360.
9、Yuan-Hang Qin, Yue-Jiang, Hou-Hua Yang, Xin-Sheng Zhang*, Xing-Gui Zhou, Li Niu and Wei-Kang Yuan, Synthesis of highly dispersed and active palladium/carbon nanofiber catalyst for formic acid electrooxidation,Journal of Power Sources, 196 (2011), 4609-4612.
10、Yuan-Hang Qin, Hou-Hua Yang, Xin-Sheng Zhang*, Ping Li, Xing-Gui Zhou, Li Niu, Wei-Kang Yuan, Electrophoretic deposition of network-like carbon nanofibers as a palladium catalyst support for ethanol oxidation in alkaline media, Carbon, 48(2010), 3323-3329.
11、 Jun-Sheng Zheng, Xin-Sheng Zhang*, Sun Wen, Ping Li, Chun-An Ma, Wei-Kang Yuan. A Novel Non-metal Oxygen Reduction Electrocatalyst Based on Platelet Carbon Nanofiber, Advanced Materials Research, 2010, 132, p264-270
12、Hou-Hua Yang, Yuan-Hang Qin, Sun Wen, Xin-Sheng Zhang*, Dong-Fang Niu, Chun-An Ma, Wei-Kang Yuan. Pd Nanoparticles Supported on TiO2 Nanotubes for Ethanol Oxidation in Alkaline Media, Advanced Materials Research, 2010, 132, p279-286
13、Yuan-Hang Qin, Hou-Hua Yang, Xin-Sheng Zhang*, Ping Li, Chun-An Ma. Effect of carbon nanofibers microstructure on electrocatalytic activities of Pd electrocatalysts for ethanol oxidation in alkaline medium, International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35, p7667-7674
14、Yuan-Hang Qin, Hui-Cheng Li, Hou-Hua Yang, Xin-Sheng Zhang*, Xing-Gui Zhou, Li Niu, Wei-Kang Yuan. Effect of electrode fabrication methods on the electrode performance for ethanol oxidation, Journal of Power Sources, 2010, 196, p159-163
15、Hao Yang, Xinsheng Zhang*, Sun Wen, Weikang Yuan; Decomposition of Organic Compounds in Water by Direct High Voltage Discharge. Chemical Engineering and Technology. 2009, 32(6):887-890 .
16、Hao Yang, Xinsheng Zhang*, Weikang Yuan; Effect of Operatiom Parameters on the Condensation of Ammonium Sulfate by Electrodialysis, Chemical Engineering and Technology. 2008, 31(9):1261-1264.
17、Jun-Sheng Zheng, Xin-Sheng Zhang*, Ping Li, Xing-Gui Zhou, Wei-Kang Yuan, Microstructure Effect of Carbon Nanofiber on Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction, Catalysis Today, 2008, 131: 270-277.
18、Jun-Sheng Zheng, Xin-Sheng Zhang?, Ping Li, Xing-Gui Zhou,De Chen, Ye Liu, Wei-Kang Yuan, Oxygen reduction reaction properties of carbon nanofibers: effect of metal purification, Electrochimica Acta, 2008, 53:3587-3596.
19、Jun-Sheng Zheng, Ming-Xia Wang, Xin-Sheng Zhang?, Yun-Xia Wu, Ping Li, Xing-Gui Zhou, Wei-Kang Yuan, Platinum/carbon nanofiber nanocomposite synthesized by electrophoretic deposition as electrocatalyst for oxygen reduction, Journal of power sources, 2008, 175:211-216.
20、 Jun-Sheng Zheng, Xin-Sheng Zhang*, Ping Li, Jun Zhu, Xing-Gui Zhou, Wei-Kang Yuan Effect of Carbon Nanofiber Microstructure on Oxygen Reduction Activity of Supported Palladium Electrocatalyst, Electrochemistry Communications, 2007, 9:895-900.

 



   
     
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