三、化工、冶金与材料工程

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1、全球工程前沿EngineeringFronts三、化工、冶金与材料工程1工程研究前沿化物钙钛矿基高效太阳能电池、高性能发光材料和灵敏探测器”“新型荧光分子探针在生物成像中的1.1Top12工程研究前沿发展态势应用”“金属–有机骨架材料的可控制备、功能导化工、冶金与材料工程领域组研判的Top12工向性修饰及应用”是新兴的前沿。各个前沿所涉程研究前沿见表1.1.1，它们涉及新能源材料科学及的核心论文在2012—2017年的逐年发表情况见与工程、功能材料、复合材料与工程、材料物理与表1.1.2。化学、催化等学科方向。其中，“开发新型燃料电池”（1）石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料的功能

2、“金属材料纳米化及高性能”“二氧化碳固定”“高化改性及复合材料效光催化太阳能转化、污染物降解和有机合成”“功碳材料的种类繁多，包括木炭、炭黑、石墨、能梯度纳米级材料”“超级电容器的设计以及制备”金刚石、线性碳、碳纤维、玻璃碳、石墨层间化合“高效电催化分解水”是传统研究的进一步深入；物、富勒烯、碳纳米管和石墨烯等。碳纳米管和石“石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料的功能化改性及墨烯是近十年来研究最火热的材料，石墨烯纳米片2复合材料”“以锂为代表的金属–空气电池”“卤是一种由碳原子sp杂化轨道组成的六角形呈蜂巢表1.1.1 化工、冶金与材料工程领域Top12工程研究前沿核心被引篇均被平均

3、常被引论文被专利引用的序号工程研究前沿论文数频次引频次出版年占比文献占比石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料的134204060.002015.9450.0%0.00功能化改性及复合材料2开发新型燃料电池49102320.882016.3149.0%0.003金属材料纳米化及高性能1834238535130.062014.00——4二氧化碳固定19119562.892015.1626.3%0.005以锂为代表的金属–空气电池37301981.592015.1962.2%0.00高效光催化太阳能转化、污染物降解618118465.782016.2850.0%0.00和有机合成7功能梯度

4、纳米级材料40276769.182015.2067.5%0.008超级电容器的设计及制备47290361.772015.6631.9%0.009高效电催化分解水212455116.902015.8661.9%0.00卤化物钙钛矿基高效太阳能电池、高1013013521104.012015.9155.4%0.00性能发光材料和灵敏探测器新型荧光分子探针在生物成像中1138113929.972015.7128.9%0.00的应用金属–有机骨架材料的可控制备、功1231231474.652015.2341.9%0.00能导向性修饰及应用55第二部分　领域报告：化工、冶金与材料工程表

5、1.1.2 化工、冶金与材料工程领域Top12工程研究前沿核心论文发表数序号工程研究前沿2012年2013年2014年2015年2016年2017年石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料的功能化改性12141818及复合材料2开发新型燃料电池010618243金属材料纳米化及高性能302367489419216414二氧化碳固定1039335以锂为代表的金属–空气电池0559144高效光催化太阳能转化、污染物降解和60001116有机合成7功能梯度纳米级材料014211408超级电容器的设计及制备145107209高效电催化分解水0001128卤化物钙钛矿基高效太阳能电池、高性能发光1

6、0007364938材料和灵敏探测器11新型荧光分子探针在生物成像中的应用00017156金属–有机骨架材料的可控制备、功能导向性121346143修饰及应用状晶格的片状结构新材料，碳纳米管可以看成是石展前途的发电技术。燃料电池中最常使用的燃料是墨烯纳米片卷曲成的一维管状纳米结构碳材料，两氢气，它具有能量转化率高、低排放、能量和功率者都具有高的机械热力学性能和电性能。然而,无密度高等优点，然而全球96%的氢气来自不可再论石墨烯还是碳纳米管，在制备相关复合材料时，生能源，并且氢能存在运输和储存困难、配套的基由于其特有的小尺寸效应和表面效应以及强的范德础设施匮乏等问题，限制了燃料

7、电池的大规模应用。华力，使其极其容易发生自身团聚而无法制备出均因此发展新型燃料电池已经成为目前的研究重点，匀的复合材料；另一方面，由于两者表面的疏水、主要包括：①寻找新型可替代燃料（乙二醇、乙炔疏油性质及化学惰性，导致与其他材料的界面相容二醇、甲酸等）并研究其电氧化机理；②高性能、性比较差，所得复合材料的界面结合强度就比较低。长寿命、低成本的新型电催化材料制备及改性的新这需要对其进行功能化改性，即在纳米碳材料的石方法；③新型高能量、功率密度柔性燃料电池的设墨晶格中或表面上引入杂原子或杂原子官能团。功计及