研究方向

无机微孔化学的合成化学与分子工程学

     以分子筛为代表的无机微孔晶体材料是一类重要的无机功能材料。无机微孔材料作为重要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料在石油炼制与石化工业、精细化工等领域具有极其重要的作用。近年来,无机微孔晶体材料在高新技术先进材料应用领域又显示出诱人的发展前景,如利用微孔晶体的纳米空间进行主客体组装具有特定功能和性质的高新先进材料等。自20世纪40年代人工合成沸水分子筛以来,无机微孔晶体材料的合成与制备化学迅猛发展,大量具有不同结构类型的微孔化合物被开发出来。然而,随着科学技术不断发展与应用的需求,发展定向、高效、环境友好和原子经济的合成方法已成为21世纪化学发展的关键科学问题。分子工程有别于传统化学的特点之一是“逆向而行”,即以功能为导向,进行结构的设计和研制,重视构件的形成和组装规律,借助计算机辅助的合成设计,逐步实现对指定性能化合物及材料进行定向合成、制备与组装。
        本课题组的研究工作主要是在大量合成工作的基础上,总结功能-结构-合成三者之间的关系与规律,开拓特殊孔道结构微孔物质的定向合成路线。

主要研究内容包括:

一. 新型微孔无机晶体的合成

具有特殊孔道结构,如超大孔、交叉孔道以及螺旋孔道结构微孔无机物的合成。
具有特殊骨架组成及计量比的微孔化合物的合成。
具有特殊凝聚态微孔化合物的合成。
 


一种新型磷酸锌微孔化合物,其12-元环孔道由双螺旋线围成


 
二. 无机微孔晶体新合成路线的研究

水热、溶剂热、离子液热合成方法的研究
水热/溶剂热组合合成方法在无机微孔晶体化合物合成中的应用
微波方法在无机微孔晶体化合物合成中的应用
微乳方法在无机微孔晶体化合物合成中的应用
计算化学在无机微孔晶体化合物合成中的应用
 

水热/溶剂热组合化学高通量的合成与表征方法
 

三. 无机微孔材料的分子设计与定向合成

理想分子筛骨架结构的设计。根据功能的要求,定向构筑具有特殊孔道结构的分子筛骨架。创立分子筛理想结构数据库。该数据库将是定向合成的重要理论基础与指导方向。


手性螺旋孔道结构分子筛的设计

在具有手性空间群的晶胞中,限定禁区(理想孔道)。所有原子置于禁区之外。TO4原子通过螺旋操作,围成螺旋孔道。


特殊孔道结构微孔无机物定向合成路线的研究。深入总结功能-结构-合成三者间的关系与规律,着重研究微孔物质的生成与结构导向机制,开拓以结构导向剂为指导以及以数据挖掘为指导的定向合成路线。