环境科学与工程学院-张清然导师介绍

更新于 2023-09-27 导师主页
张清然 研究员 硕,博士生导师
环境科学与工程学院
环境工程 ,环境科学与工程
电化学能源存储与物质转化,水污染控制与资源化,氢能源,可再生能源转化与存储
qingran_zhang@tongji.edu.cn

博士招生专业

1
环境工程
2024
1
学术型博士
环境能源及新材料,污水处理与资源化

硕士招生专业

1
环境工程
2023
2
学术型硕士
污水处理与资源化,环境能源及新材料
2
环境工程
2024
2
学术型硕士
污水处理与资源化,环境能源及新材料

本人毕业于澳大利亚新南威尔士大学(2022 QS 世界大学综合排名第 43 名),期间师从世界能源与环境催化领域顶级科学家、澳大利亚科学院与工程院双院院士 Rose Amal 教授,后于澳大利亚新南威尔士大学化工学院(2021 QS 世界大学专业排名前 50)颗粒与催化研究中心(世界氢能培训中心)从事博士后研究,并于2022年加入到同济大学环境科学与工程学院工作至今。针对当前制约社会与经济发展的主要瓶颈问题—能源短缺和环境污染,本人主要致力于水系环境下基于电化学催化转化过程的各类可再生能源转化技术的研究,在诸如电解水制氢、氧还原制备双氧水、二氧化碳还原及基础电化学等相关领域开展了一系列的研究,并相应地开发了各类高性能的纳米材料与新能源转化系统(如制氢电解池等)。



研究方向:

  • 电化学能源催化转化与存储技术:制氢、二氧化碳还原、生物质转化、金属空气电池等;

  • 废水电化学深度处理及资源化;

  • 新型双氧水制备技术;

  • 氢储能及可再生能源高效利用;

  • 环境功能材料; 


通过电化学过程实现环境及化学工程技术中物质和能源的高效利用



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科研项目

国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(海外),废水电化学深度处理及资源化,主持

同济大学中央高校学科交叉类项目,邻位双原子材料用于氧还原反应机制调控的研究,主持

中央高校基本科研业务费项目,基于新型材料及器件开发的污染物电化学深度处理,主持

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研究成果

期刊论文:

Q. Zhang, Y. Chen, J. Pan, R. Daiyan, E. C. Lovell, J. Yun, R. Amal*, X. Lu*, Electrosynthesis of hydrogen peroxide through selective oxygen reduction: A carbon innovation from active site engineering to device design, Small2023, 2302338;

Q. Zhang, P. Kumar, X. Zhu, R. Daiyan, N. M. Bedford, K. Wu, Z. Han, T. Zhang, R. Amal*, X. Lu*, Electronically modified atomic sites within a multicomponent Co/Cu composite for efficient oxygen electroreduction, Adv. Energy Mater.202111, 2100303;

Q. Zhang, Z. L. Z. Ru, R. Daiyan*, P. Kumar, J. Pan, X. Lu*, R. Amal*, Surface Reconstruction Enabled Efficient Hydrogen Generation on a Cobalt–Iron Phosphate Electrocatalyst in Neutral Water, ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13, 45, 53798–53809;

Z. Lin, Q. Zhang, J. Pan*, C. Tsounis, A. A. Esmailpour, S. Xi, H. Y. Yang, Z. Han, J. Yun, R. Amal, X. Lu*, Atomic Co decorated free-standing graphene electrode assembly for efficient hydrogen peroxide production in acid, Energy Environ. Sci.2022, Advance Article;(共同一作)

Z. Tian, Q. Zhang,* L. Thomsen, N. Gao, J. Pan, R. Daiyan, J. Yun, J. Brandt, N. López-Salas, F. Lai, Q. Li, T. Liu, R. Amal, X. Lu,* and M. Antonietti*, Constructing Interfacial BoronNitrogen Moieties in Turbostratic Carbon for Electrochemical Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed.2022, e202206915;(共同一作)

Q. Zhang, X. Tan, N. M. Bedford, Z. Han, L. Thomsen, S. Smith, R. Amal*, X. Lu*, Direct insights into the role of epoxy groups on cobalt sites for acidic H2O2 production, Nat. Commun., 202011, 4181;

Q. Zhang, N. M. Bedford, J. Pan, X. Lu*, R. Amal*, A Fully Reversible Water Electrolyzer Cell Made Up from FeCoNi (Oxy) hydroxide Atomic Layers, Adv. Energy Mater.20199, 1901312;

Q. Zhang, R. F. Webster, S. Cheong, R. D. Tilley, X. Lu*, R. Amal*, Ultrathin Fe-N-C Nanosheets Coordinated Fe-Doped CoNi Alloy Nanoparticles for Electrochemical Water Splitting, Part. Part. Syst. Charact.2018, 1800252; 

Q. Zhang, M. Luo, Y.-P. Sun, Y. Liu, A. Cao*, Efficient Z-scheme photocatalyst from simultaneous decoration of In2S3 nanosheets and WO3 nanorods on graphene sheets, Nanotechnology201627, 285602;

K. Wu*, Q. Zhang, Y. Lin, M. A. Ali, S. Zhao, S. Heumann, G. Centi*, Real-time CO Detection using a Rotating Gold Ring Electrode: A Feasibility Study, ChemElectroChem2020; (共同一作)

X. Lu, Q. Zhang, Y. H. Ng, C. Zhao, Reversible ternary nickel-cobalt-iron catalysts for intermittent water electrolysis, EcoMat20202, e12012;

X. Lu*, X. Tan, Q. Zhang, R. Daiyan, J. Pan, R. Chen, H. A. Tahini, D. Wang, S. C. Smith*, R. Amal*, Versatile electrocatalytic processes realized by Ni, Co and Fe alloyed core coordinated carbon shells, J. Mater. Chem. A20197, 12154;

E. C. Lovell, X. Lu, Q. Zhang, J. Scott, R. Amal, From passivation to activation–tunable nickel/nickel oxide for hydrogen evolution electrocatalysis, Chem. Commun.202056, 1709-1712;

X. Zhu, D. Zhang, C. Chen, Q. Zhang, R. Liu, Z. Xia, L. Dai, R. Amal*, X. Lu*, Harnessing the interplay of Fe–Ni atom pairs embedded in nitrogen-doped carbon for bifunctional oxygen electrocatalysis, Nano Energy202071, 104597;

R. Daiyan, W. H. Saputera, Q. Zhang, E. Lovell, S. Lim, Y. H. Ng*, X. Lu*, R. Amal*, 3D Heterostructured Copper Electrode for Conversion of Carbon Dioxide to Alcohols at Low Overpotentials, Adv. Sustain. Syst.20193, 1800064;

R. Daiyan, E. C. Lovell, B. Huang, M. Zubair, J. Leverett, Q. Zhang, S. Lim, J. Horlyck, J. Tang, X. Lu, K. Kalantar-Zadeh, J. N. Hart, N. M. Bedford, R. Amal, Uncovering Atomic-Scale Stability and Reactivity in Engineered Zinc Oxide Electrocatalysts for Controllable Syngas Production, Adv. Energy Mater.2020, 2001381;

C. Tsounis, X. Lu, N. M. Bedford, B. Subhash, L. Thomsen, Q. Zhang, Z. Ma, K. K. Ostrikov, A. Bendavid, J. A. Scott, R. Amal, Z. Han, Valence Alignment of Mixed Ni−Fe Hydroxide Electrocatalysts through Preferential Templating on Graphene Edges for Enhanced Oxygen Evolution, ACS Nano, 2020, 14, 11327–11340;

J. Leverett, R. Daiyan*, L. Gong, K. Iputera, Z. Tong, J. Qu, Z. Ma, Q. Zhang, S. Cheong, J. Cairney, R. Liu*, X. Lu, Z. Xia, L. Dai, R. Amal*, Designing Undercoordinated Ni–Nx and Fe–Nx on Holey Graphene for Electrochemical CO2 Conversion to Syngas, ACS Nano, 2021, 15, 12006–12018;

T. Tran-Phuag, R. Daiyan, J. Leverett, Z. Fuscoc, A. Tadich, I. D. Bernardo, A. Kiy, T. N.Truong, Q. Zhang, H. Chen, P. Kluth, R. Amal*, A. Tricoli*, Understanding the activity and stability of flame-made Co3O4 spinels: A route towards the scalable production of highly performing OER electrocatalysts, Chem. Eng. J., 2022, 429, 132180.    

*通讯作者


国际会议及专利:

会议:

ICONN 2020–International Conference on Nanoscience and Nanotechnology, Brisbane, Australia (口头报告,受澳大利亚纳米科技协会赞助);

nanoGe fall meeting 2019, Berlin, Germany (口头报告)

2019 International symposium on energy conversion and storage materials, Brisbane, Australia (口头报告)

专利:

² A. Cao, Q. Zhang, Z. Shao, C. Nie, H. Wang, BiVO4/WO3/rGO ternary nanocomposite material and preparation method thereof (已授权), CN105923656B;

² A. Cao, C. Nie, Q. Zhang, H. Wang, X. Zheng, Catalyst for photocatalytic decomposition of water into hydrogen by visible light and method for preparing catalyst (已授权), CN105879885B;

² A. Cao, M. Luo, Q. Zhang, Z. Shao, H. Wang, Ternary Z-type visible light water-photocatalytic hydrogen making catalyst and preparation method (已授权), CN104307536B;

² LU Xunyu, AMAL Rose, ZHANG Qingran, PAN Jian, Catalyst (国际专利,已提交WIPO), WO2022/032340;


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学校介绍


  同济大学是国家教育部直属重点大学,也是首批被批准成立研究生院、并被列为国家“ 211 工程”和“面向 21 世纪教育振兴行动计划”(985 工程)与上海市重点建设的高水平研究型大学之一。同济大学创建于 1907 年,现已成为拥有理、工、医、文、法、经(济)、管(理)、哲、教(育)9 大门类的研究型、综合性、多功能的现代大学。

  同济大学现设有各类专业学院 22 个,还建有继续教育学院、 职业技术教育学院等,设有经中德政府批准合作培养硕士研究生的中德学院、中德工程学院,与法国巴黎高科大学集团合作举办的中法工程和管理学院等。目前学校共有 81 个本科专业、 140 个硕士点、 7 个硕士专业学位授权点、博士授权点 58 个、 13 个博士后流动站,学校拥有国家级重点学校 10 个。各类学生 5 万多人,教学科研人员 4200 多人,其中有中科院院士 6 人、工程院院士 7 人,具有各类高级职称者 1900 多人,拥有长江学者特聘教授岗位 22 个。作为国家重要的科研中心之一,学校设有国家、省部级重点实验室和工程研究中心等国家科研基地 16 个。学校还设有附属医院和 2 所附属学校。

  近年来同济大学正在探索并逐步形成有自己特色的现代教育思想和办学理念。以本科教育为立校之本,以研究生教育为强校之路。确立“知识、能力、人格”三位一体的全面素质教育和复合型人才培养模式。坚持“人才培养、科学研究、社会服务、国际交往”四大办学功能协调发展,努力强化服务社会的功能,实现大学功能中心化。以国家科技发展战略和地区经济重点需求为指针,促进传统学科高新化、新兴学科强势化、学科交叉集约化。与产业链紧密结合,形成优势学科和相对弱势学科互融共进的学科链和学科群,构建综合性大学的学科体系,其中桥梁工程、海洋地质、城市规划、结构工程、道路交通、车辆工程、环境工程等学科在全国居领先地位。在为国家经济建设和社会发展做贡献的过程中,争取更多的“单项冠军”,提升学校的学术地位和社会声誉。学校正努力建设文理交融、医工结合、科技教育与人文教育协调发展的综合性、研究型、国际知名高水平大学。

  同济大学已建成的校园占地面积 3700 多亩,分五个校区,四平路校区位于上海市四平路,沪西校区位于上海市真南路,沪北校区位于上海市共和新路,沪东校区位于上海市武东路。正在建设中的嘉定校区位于安亭上海国际汽车城内。

  同济大学研究生院简介

  同济大学一贯重视研究生教育,早在 20 世纪 50 年代初即在部分专业招收培养研究生。 1978 年学校恢复招收硕士研究生, 1981 年起招收博士研究生,同年被国务院学位委员会批准为首批有权授予博士、硕士学位的单位。 1986 年经国务院批准试办研究生院, 1996 年经评估正式成立研究生院,成为我国培养高层次专门人才的重要基地之一。同济大学现有一级学科博士学位授权点 12 个,二级学科博士学位授权点 68 个(含自主设置 10 个二级学科博士点),硕士学位授权点 147 个(含自主设置 7 个二级学科硕士点),分属哲学、经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、医学、管理学等 9 个学科门类。其中土木工程、建筑学、交通运输工程、海洋科学、环境科学与工程、力学、材料科学与工程等学科处在全国优势和领先地位,机电、管理、理学等学科近年有了长足进展。我校还设有 13 个博士后科研流动站。近些年来,为了适应我国经济建设和社会发展的需要,学校还十分注重培养不同类型、多个层次、多种规格的高层次专门人才。学校既设科学学位,又设工商管理、行政管理、建筑学、临床医学、工程硕士(含 21 个工程领域)、口腔医学等多种专业学位;既培养学术型、研究型研究生,又培养应用型、复合型专业学位研究生;既有在校全日制攻读学位模式,又有在职人员攻读专业硕士学位或以同等学力申请硕士学位、中职教师在职攻读硕士学位、高校教师在职攻读硕士学位模式。此外,还面向社会举办多种专业研究生课程进修班等,充分发挥了我校学科优势和特色,由此形成了多渠道、多规格、多层次的办学模式,取得了良好的社会效益。

  同济大学研究生院是校长领导下具有相对独立职能的研究生教学和行政管理机构,下设招生办公室、管理处、培养处、学位办公室、学科建设办公室和行政办公室。同时,学校党委还专门设立了研究生工作部。学校设有校学位评定委员会,各学院有学位评定分委员会,并设立了各学科、专业委员会,配有学位管理工作秘书、教务员、班主任、研究生教学秘书等教辅人员。研究生院曾多次被评为全国和上海市学位与研究生教育管理工作先进集体。

  二十多年来,同济大学始终把全面提高培养质量作为研究生教育改革的指导思想,在严格质量管理方面采取了一系列切实有效的措施,取得了较好效果。在连续多年全国百篇优秀博士学位论文评选中,有 7 篇入选。同济大学为国家培养了一大批高素质的高级专门人才,至今已授予博士学位 1311 人,硕士学位近 9504 人,其中有相当一部分已成为我国社会主义现代化建设的重要骨干力量。至 2004 年 9 月,在校博士、硕士研究生约达 11000 多人,专业学位硕士生约 2700 人。根据本校研究生教育发展规划, 2006 年计划招收博士生、硕士生(含专业学位研究生)超过 4000 名。同济大学正在为我国经济建设和社会发展输送高层次人才做出更大的贡献。

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同济大学硕士研究生学费及奖助政策

收费和奖励

1) 按照国务院常务会议精神,从 2014 年秋季学期起,向所有纳入国家招生计划的新入学研究生收取学费。其中:工程管理硕士(125600)、MBA[微博](125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程领域工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)专业学位研究生的学费标准另行公布,其它硕士研究生学费不超过 8000 元/学年。

2) 对非定向就业学术型研究生和非定向就业专业学位硕士研究生,同济大学有完善的奖励体系(工程管理硕士(125600)、MBA(125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)的奖励由培养单位另行制订)。对亍纳入奖励体系的非定向就业学术型硕士生和非定向就业专业学位硕士生在入学时全部都可以获得 8000 元/学年的全额学业奖学金,该奖学金用以抵充学费。对纳入奖励体系的硕士研究生还可获得不少亍 600 元/月的励学金,每年发放10 个月。另外,纳入奖励体系的非定向就业研究生都可以申请励教和励管的岗位,获得额外的资励。所有非定向就业硕士研究生在学期间纳入上海市城镇居民基本医疗保险,可申请办理国家励学贷款,可参加有关专项奖学金评定。

3)工商管理硕士在职班、金融硕士在职班、公共管理硕士、工程管理硕士、会计硕士、护理硕士、教育硕士、汉语国际教育硕士、人文学院的艺术硕士采取在职学习方式,考生录取后,人事关系不人事档案不转入学校,在读期间不参加上海市大学生医疗保障,学校不安排住宿,毕业时不纳入就业计划。

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