开放课题-陕西省大分子科学重点实验室

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开放课题
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阐述自主课题设置的思路,总结评估期内自主课题和实验室内部联合攻关课题的组织情况和实施效果,包括支持研究的重要科学问题、潜在学科生长点及产生的成效;重点支持的人才队伍特别是青年人才队伍的情况及产生的成效,以及下一步计划。

陕西省大分子实验室定位于以基础研究和应用基础研究为主,积极为地方中小企业服务,结合本实验室的团队成员的研究特色兼顾重点支持青年人才队伍的建设,分别以围绕复杂体系激发态化学、功能导向的金属有机框架可控制备和AIE效应等基础科学问题设立了“光驱动分子马达反应机理的理论计算研究”和“多孔金属-有机框架材料的可控制备与气体吸附分离性能调控”,“基于聚集诱导效应(AIE)特性的荧光探针设计合成及其对含巯基氨基酸和汞离子的检测”项目3个;以吸附材料设计和电催化功能材料应用基础研究为主设立了“微孔共价有机框架聚合物的制备及其在绿色能源材料中的应用研究”,“新型纳米光电功能材料的控制合成及性能调控研究”项目2个,以及以服务于陕西地方经济为目的的“功能性聚合物的合成及应用”项目1项,在分子马达的设计、CO2吸附功能的金属有机框架设计,电解H2O电极制备和COF材料绿色制备等方面长足进步,正致力于将该技术和相关产品进一步推广和应用到更广泛体系服务于地方经济建设。已经成为实验室未来发展的生长点。同时课题组内人员通过围绕6项自主课题进行联合攻克,还争取到国家和陕西地方自然科学基金10余项的支持,产生了良好的成效,特别是在人才队伍成长方面,1人入选陕西省青年科技新星,1人获批陕西省杰出青年科学基金,2人获批陕西省百人计划,还获得陕西省科学技术二等奖2项。具体项目内容如下:

项目一、光驱动分子马达反应机理的理论计算研究

主要研究人员:刘峰毅,王文亮,王渭娜等

立项经费:10万

期限:2015.1-2017.12

研究内容:江西快3该项目定位于复杂体系激发态化学的理论基础研究,以理论计算化学小组为依托,针对分子马达类的体系在复杂体系的激发态计算为主要研究对象来开展该方向理论探究。具体研究的分子马达和聚集诱导类小分子体系包含二苯乙烯、芴、苯乙烯衍生物、丁烯二腈类光分子和亚胺光驱动分子为研究对象,分别发展并运用QM/MM结合CASSCF,Spin-Flip DFT的多尺度分子模拟方法研究了第一代和第二代Feringa型光驱动分子转动马达的工作机理,提出了调控和优化分子马达的新思路,为实现优化马达性能、改进能量转换效率以及设计新型光驱动马达等目标提供理论指导。在J. Phys. Chem. C.,Theor.Chem. Acc.等期刊发表SCI论文10篇,获批国家、省部级科研项目2项,横向项目2项。

获批科研项目情况:

不敏感化合物结晶形态的理论模拟,王文亮,20150428,5,横向

不敏感化合物结晶形态的理论模拟,王文亮,20151215,5,横向

国家自然科学基金2项

陕西省科技厅面上项目1项

获奖情况:

江西快3获陕西省“百人计划”称号1人刘峰毅

陕西省教育厅一等奖1项

项目二、微孔共价有机框架聚合物的制备及其在绿色能源材料中的应用研究

主要参与者:蒋加兴,曾京辉,王烨峰等

立项经费:10万

立项期限:2015.1-2017.12

研究内容:共价有机框架聚合物(COFs)是由有机结构单元通过共价键连接而形成的一类具有微孔或者介孔结构的新型高分子多孔材料,在能源、物质吸附与分离、气体存储、光电器件、多相催化以及化学/生物传感等方面展现出巨大的应用潜能。本项目围绕新型微孔共价有机框架聚合物的控制合成及其在绿色能源材料中的应用研究,具体研究内容为:(1)噻吩类共轭微孔聚合物锂离子电池电极材料的制备;(2)荧光三嗪共价微孔框架聚合物的合成控制;(3)有机微孔聚合物基锂离子电池电极材料的制备;(4)氮富型共轭微孔聚合物:构建模块对孔性能及气体吸附性能的影响;(5)多功能特性荧光三嗪共价微孔框架聚合物的合成控制。在ACS Appl. Mater. Interfaces,Carbon,Macromol. Chem. Phys等期刊发表SCI论文15篇,获批国家、省部级科研项目5项。

获批科研项目情况:

国家自然科学基金2项

科技部重点研发计划1项

陕西省自然科学基金2项

获奖情况:

获奖陕西省“百人计划”称号1人蒋加兴


项目三、多孔金属-有机框架材料的可控制备与气体吸附分离性能调控

主要参与者:翟全国,李淑妮,徐玲等

立项经费:10万

立项期限:2015.1-2017.12

研究内容:基于配位化学和晶体工程原理,设计、合成和功能化修饰新型多孔金属-有机框架材料,研究其在气体吸附分离与储存领域中的应用,项目的主要内容如下:(1)系统发展多孔配位框架材料的大孔道分区策略,开发具备空前结构组成和性能可调控性的多孔材料平台;(2)基于混金属协同结晶策略,促进含高价金属多孔材料的结晶,系统调控MOFs材料的气体捕集分离性能;(3)利用金属有机多面体外表面作为质子载体,发展新型高性能质子导电材料;(4)基于离子液体绿色溶剂,发展溶剂诱导合成新型非中心对称晶态材料的新方法,建立多元卤氰合亚铜和混金属铅卤化物晶态材料制备的新途径等。在Chem. Commun.,Inorg. Chem.等期刊发表SCI论文15篇,申请专利4项,获批国家、省部级科研项目5项,横向项目2项。

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获批科研项目情况:

国家自然科学基金3项

陕西省自然科学基金2项

地方企业横向项目2项

获奖情况:

教育部“新世纪优秀人才”支持计划1人翟全国

陕西省青年科技新星1人 翟全国

江西快3陕西省“杰出青年科学基金”1人翟全国

项目四、新型纳米光电功能材料的控制合成及性能调控研究

主要参与者:陈煜,晁小练,魏灵灵,赵桦等

立项经费:10万

立项期限:2015.1-2017.12

研究内容:围绕贵金属纳米催化剂、铁介电纳米陶瓷和纳米氧化物等新型纳米功能材料的控制合成,系统调控其光电性能,具体研究内容为:(1)贵金属-聚胺无机有机纳米复合材料及其在氢生成反应(HER)领域中的应用;(2)可见光驱动双金属Au @ Rh核壳纳米晶催化剂高效产氢;(3)聚胺功能化长针海胆状Pt纳米结构催化氧还原反应;(4)三金属的PtAgCu@PtCu核壳凹纳米八面体对甲酸的电催化氧化;(5)热分解法合成具有高度催化选择性的化学功能化的铂-钯合金纳米晶;(6)透明铁电陶瓷材料的制备及性能调控及巨介电材料体系的研究和开发;(7)暴露{001}晶面TiO2江西快3纳米片的氢化处理增强的气敏传感性质及其物理机制等。在ACS Catal.,Nano Research等期刊发表SCI论文24篇,获批国家、省部级科研项目5项。

获批科研项目情况:

国家自然科学基金3项

陕西省自然科学基金2项

项目五、功能性聚合物的合成及应用

主要参与者:徐峰罗延龄蔡雪刁

立项经费:10万

立项期限:2015.1-2017.12

研究内容:该项目定位于地方经济发展并合成具有多种功能性聚合物,分别应用于医用和光电功能材料领域。主要研究内容1)pH敏感PMAA-b-HTPB-b-PMAA三嵌段共聚物及温敏双亲嵌段共聚物的合成并潜在用于药物靶向释放载体可用于癌症的防治领域药物靶向释放载体及接枝多壁碳纳米管纳米复合材料;2)避免使用过渡金属催化剂的在绿色有机溶剂中通过不饱和酯与醛基反应制备共轭聚合物,用于有机光电功能材料的潜在应用。在Mater. & Des.,Small等期刊发表SCI论文20篇,申请专利12项,获批国家、省部级科研项目2项。

获批科研项目情况:

自然科学基金项目1项

陕西省自然科学基金项目1项

项目六、基于聚集诱导效应(AIE)特性的荧光探针设计合成及其对含巯基氨基酸和汞离子的检测

主要参与者:杨俊,李楠,赵娜等

立项经费:10万

立项时间:2015.1-2017.12

研究内容:基于AIE特性的荧光传感器受到了国内外同行的广泛关注,本项目借助荧光分子AIE特殊荧光性质来实现具有选择性吸附的生物小分子或者金属离子的识别。项目的主要内容如下:1)设计并合成了TPE-py及其衍生物等一类具有AIE效应的荧光小分子,借助其与半胱氨的特殊分子间作用力实现了对半胱氨分子的选择性分子识别,进而用于对相似氨基酸半胱氨酸和还原谷胱甘肽的区分;2)设计合成了一例阳离子型具有AIE特性的荧光分子,该分子在水相中具有强烈的红色荧光。当加入碘离子时,体系的荧光会被猝灭;而当加入汞离子时,体系的荧光又可得到恢复,从而实现对碘离子和汞离子的高选择性识别进而用于对重金属离子的选择性检测。在J. Mater. Chem. C, Organic Letters等期刊发表SCI论文10篇,申请专利3项,获批国家、省部级科研项目8项。

获批科研项目情况:

国家自然科学基金2项

陕西省自然科学基金3项

地方企业横向项目3项

下一步计划

在未来3-5年,本实验室将立足于目前的研究特色,进一步遴选5-10项自主研究课题,持续提高对青年人才队伍的支持力度,尤其针对分子马达的设计、CO2吸附功能的金属有机框架设计,电解H2江西快3O电极制备和COF材料绿色制备等方面加大物力和人力的投入,力争发表高层次研究论文超过100篇,在化学和材料学的顶级期刊争取有所突破,申请发明专利20项,力争培养1-3名陕西省百人计划人才,争取到国家和陕西地方自然科学基金10-15项,陕西省科学技术奖1-3项。

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