中科院化学科学学院化学材料学材料与化工应用化学考博初试研究性复习指南

一、考试概况与学科特色

化学材料学与应用化学方向考博初试采用"专业基础+材料化学+化工原理"三科综合考核模式，总时长180分钟。考试重点考察材料体系设计、化学反应工程、分子模拟与表征技术三大核心能力。2023年考纲新增纳米复合材料制备（占比15%）、绿色化工工艺优化（占比20%）两大模块，要求考生具备将基础理论转化为工程应用的创新思维。

二、核心知识框架构建

1. 材料化学基础（40%）

- 纳米材料：聚焦量子点（CdSe/ZnO）光催化机理、石墨烯/碳纳米管复合结构设计

- 能源材料：锂离子电池正极材料（钴酸锂→磷酸铁锂→高镍三元）演变路径

- 生物医用材料：PLGA/壳聚糖复合水凝胶制备工艺优化

2. 化工原理（35%）

- 反应器设计：连续釜式反应器与流化床反应器对比分析

- 传质强化：微通道反应器内湍流场数值模拟（推荐ANSYS Fluent 19.0）

- 过程控制：基于PID控制的温度-浓度双目标优化模型

3. 研究方法（25%）

- 表征技术：XRD物相分析（Rietveld精修）、SEM-EDS元素面扫

- 分子模拟：DFT计算（VASP软件包）与分子动力学模拟（GROMACS）

- 实验设计：正交实验法在催化剂筛选中的应用（L9(34)表）

三、备考资源与策略

1. 参考书目体系

- 《材料化学导论》（第三版）周公度（重点章节：4-6章）

- 《高等化工原理》张志杰（重点：反应器工程、传质单元操作）

- 《计算材料学方法》第一卷（Kittel）中英文对照版

2. 真题解析（2018-2023）

- 近五年真题显示：材料制备工艺题占比62%（年均4.3题）

- 典型例题：设计LiCoO2/碳纳米管复合正极材料制备方案（需包含前驱体配比、热解制度、形貌调控三要素）

3. 复习时间规划

- 基础阶段（1-2月）：完成3轮知识图谱构建（建议使用XMind软件）

- 强化阶段（3-4月）：建立"理论-案例-真题"三维关联模型

- 冲刺阶段（5-6月）：每周完成2套全真模拟（严格计时）

四、科研能力考核要点

1. 科研论文写作规范

- 图表标准：SEM图像需标注加速电压（5-10kV）、XRD图谱需标定晶面指数

- 数据呈现：SEM EDX面扫需用WDXM模式，附元素浓度热图

2. 科研方案设计

- 典型模板：目标→可行性分析→技术路线图→风险预案（需包含3种替代方案）

- 案例示范：设计CO2捕集材料时，需比较MOFs、金属有机框架、生物炭三类材料优缺点

3. 学术交流技巧

- PPT制作：采用"金字塔原理"，每页不超过6个要点

- 演讲重点：突出创新点（建议用红框标注）、数据显著性（p<0.05标星）

五、备考注意事项

1. 学院动态跟踪

- 关注"中科院化学所官网-招生就业-博士招生"栏目（2023年新增"碳中和材料"方向）

- 定期参加"化科论坛"（每月第三周六14:00-17:00）

2. 导师联系策略

- 邮件模板：附个人简历（含3个代表性研究成果）、研究设想（800字）

- 线下面试准备：携带1份研究计划书（需包含技术路线图、预期成果、经费预算）

3. 心理调适建议

- 建立错题追踪系统（推荐Notion数据库）

- 实施"番茄工作法+运动调节"组合方案（每日40分钟游泳）

附：核心考点速记表（部分）

| 考点 | 关键公式/数据 | 应用场景 |

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| MOFs比表面积计算 | S = 1000×V/BET (m²/g) | 材料筛选 |

| 连续釜式反应器设计 | τ = V/(Q) | 工艺优化 |

| DFT计算收敛标准 | ΔE < 0.1 eV，RMSD < 0.01 Å | 结构优化 |

备考建议：每日保持6小时深度学习（推荐使用Forest专注软件），每周进行两次模拟答辩（邀请导师或学长参与）。特别注意2024年新增的"人工智能辅助材料设计"考核模块，需掌握Python基础（Numpy/Pandas）及机器学习算法（随机森林/XGBoost）在材料筛选中的应用。