山西师范大学能源化学考博参考书内容框架与备考策略分析

山西师范大学能源化学学科依托材料科学与工程一级学科博士点，重点考察考生对能源化学基础理论、前沿技术及科研创新能力的综合掌握。根据近五年考试真题及参考书目分析，核心内容可归纳为以下四大模块：

一、能源化学基础理论体系

1. 热力学与动力学基础

重点掌握能量转化效率计算（如卡诺循环、贝特曼效率）、反应路径自由能分析（吉布斯方程应用）、催化剂表面吸附理论（Langmuir-Hinshelwood模型）等核心公式推导。需熟练运用热力学参数（ΔG、ΔH、ΔS）预测反应方向及限度。

2. 催化化学原理

系统梳理过渡金属催化剂（如Pt、Pd、Ni基）的电子结构调控机制，重点解析CO氧化、水煤气变换反应中的活性位点形成过程。需结合DFT计算结果分析催化剂表面反应中间体吸附能变化规律。

二、新能源材料设计与制备技术

1. 光伏材料化学

重点考察钙钛矿/量子点复合材料的能带工程（如能带匹配度计算）、界面钝化技术（Al2O3包覆层制备工艺）、光电转换效率优化（J-V曲线拟合）等关键技术。需掌握PL Mapping、XPS深度剖析等表征手段的应用原理。

2. 储能材料开发

深入理解锂离子电池正极材料（如NCM811）的晶体结构（R3m空间群）、离子扩散动力学（Warburg阻抗分析）、循环稳定性提升策略（表面包覆技术）。需结合第一性原理计算解释材料相变行为。

三、绿色化工工艺优化

1. 煤化工清洁转化

重点解析煤气化反应热力学窗口（温度-压力协同优化）、费托合成催化剂（Co-Mo/SiO2）的活性相分布规律、产物选择性调控（C-C键断裂机制）。需掌握反应器类型（TRR/IGCC）的热力学效率对比。

2. 生物质高值化利用

系统阐述纤维素酶解动力学（Michaelis-Menten方程）、木质素磺化反应（DS值控制）、生物柴油酯交换反应（酸碱催化剂选择）等关键工艺参数。需结合GC-MS分析产物分布规律。

四、科研创新能力培养

1. 研究方案设计

要求考生能针对"二氧化碳电催化还原"等前沿课题，提出完整的实验方案：包括催化剂制备（水热法/共沉淀法）、表征手段（XRD、TEM、XPS）、性能测试（LCO计算模型）及误差分析（标准偏差计算）。

2. 文献研读能力

重点训练对《Nature Energy》《ACS Catalysis》等顶刊论文的批判性分析，需掌握CiteSpace文献计量分析、Web of Science引文网络解析等科研工具应用。

备考建议：

1. 建立知识图谱：建议使用XMind构建"基础理论-材料体系-工艺技术-创新方法"四维知识网络

2. 实验模拟训练：每周完成2套完整的实验设计报告（含安全评估、成本核算）

3. 时政热点追踪：重点关注国家能源局"十四五"规划中氢能、储能等专项政策

4. 交叉学科融合：加强能源化学与人工智能（机器学习辅助催化剂筛选）、生物工程（合成生物学代谢通路设计）的交叉研究

近三年考试命题呈现明显趋势：2021年侧重燃料电池催化剂设计（占分32%），2022年聚焦生物炼制工艺优化（占分28%），2023年转向碳中和背景下的碳捕集技术（占分25%）。建议考生重点突破《能源化学导论》（第三版，张涛主编）、《先进能源材料》（李静海院士著）等核心教材，同时关注《中国科学：化学》等期刊的最新研究成果。