【摘 要】
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随着世界人口的迅速增长,人们日常使用的化石燃料也随之增加。化石燃料的燃烧向大气中释放大量CO_2,使得大气环境中CO_2浓度急剧上升,因而引发全球变暖、海洋酸化、气候恶化和物种灭绝等一系列环境问题,严重威胁着自然环境和人类社会。通过减少CO_2排放来降低大气中CO_2浓度成为一个刻不容缓的研究主题。科学家们正致力于研发各种减少CO_2排放策略。其中,采用活性基质(如环氧化物和氮杂环丙烷等)与CO_
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随着世界人口的迅速增长,人们日常使用的化石燃料也随之增加。化石燃料的燃烧向大气中释放大量CO_2,使得大气环境中CO_2浓度急剧上升,因而引发全球变暖、海洋酸化、气候恶化和物种灭绝等一系列环境问题,严重威胁着自然环境和人类社会。通过减少CO_2排放来降低大气中CO_2浓度成为一个刻不容缓的研究主题。科学家们正致力于研发各种减少CO_2排放策略。其中,采用活性基质(如环氧化物和氮杂环丙烷等)与CO_2环加成反应生成高附加值化工产品引起了相当大的关注。此类反应反应物的原子经济性可达100%。热力学上,C
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近十年,由于在显示技术、光伏研究、可穿戴设备中具有应用潜力,π共轭有机分子持续引发科研人员的研究兴趣。线性多烯分子是具有共轭双键直链状结构的分子,有非线性系数大、光电响应快等特点,因此,它是研究π共轭体系典型分子之一。类胡萝卜素包含有众多种类的同分异构体,其中最常见的有β-胡萝卜素,其在自然界中分布广泛,是研究π共轭有机体系的理想候选分子。分子间相互作用一直以来都是物理化学研究中的热门领域,分子间
随着人口数量的日益增长和经济规模的日益扩大,不可再生的化石能源已经日渐不能不满足人类所需。而且化石能源的使用会带来大量温室气体的排放,导致严重的气候变化,继而带来一系列的生态失衡。因为面临能源紧张短缺,生态环境严峻化的形势,所以开发清洁可循环使用的能源材料成为了全球关注的热点。锂二次电池由于具有体积小,便携的特点,其商业化给人们的生活和社会的经济带来了巨大的变化,深受人们的追捧,也使无化石燃料的社
随着社会的不断发展和进步,以及传统能源材料的匮乏,促使人们寻找新型高能量密度能源材料,以满足日益增长的能源需求。聚合氮作为潜在的高能量密度材料一直受到科学界的广泛关注。氮原子外层具有五个价电子(2s~22p~3),具有丰富的成键方式。高压下,氮分子(N_2)之间距离不断减小,N≡N三键逐渐解离,并重新键合为以单键键合的聚合氮结构。由于N-N单键(键能为160 kJ·mol~(-1))、N=N双键(
基质辅助激光解吸电离(Matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)质谱由于其操作简单、高通量、高灵敏度、谱图直观以及高耐盐性等特点,已经被广泛用于蛋白质组学、生物标志物筛选和临床微生物鉴定等。然而,MALDI质谱技术目前面临的挑战是对一些缺少质子化基团、极性大或稳定性差的目标生物分子的有效电离,从而简化冗长的样品前处理步骤,以达到高通量分析的
近几十年来,手性多孔材料在化学、生物学、材料科学、物理学等许多科学领域引起了广泛的兴趣与关注,其在不对称合成、信号放大、光学器件等多种实际应用领域都具有较好的应用效果。与分子水平的均相催化剂相比,基于超分子手性纳米结构的多相催化剂具有较高的可回收及可重复利用的特点,因而引起了广泛的研究兴趣。迄今为止,通过合理的分子设计构造不同的构筑基元从而创造出了多种多样的手性超分子组装体,其可用于对映体分离或手
电解水制氢技术是一种清洁、可持续的制备氢能的技术。电解水效率的高低主要取决于两个半反应—阴极的析氢反应和阳极的析氧反应所需要能垒的高低。向电解水体系中引入催化剂可以有效促进反应的发生,降低反应能垒,提高能量转化效率。因此,需要发展高效、稳定、廉价的催化材料,最大程度降低反应成本,以实现高效的水裂解。理想的电解水催化材料通常需要具备以下几个特点:(1)高活性,催化剂的催化活性实现类贵金属甚至超过贵金
当今社会面临着能源危机和环境污染的问题。太阳能是可再生的清洁能源,且储存量大,光催化技术能够高效地将太阳能转化成化学能,是有望缓解环境压力和能源危机的有效技术方法。碳化聚合物点(CPDs)是近年来新兴的碳基荧光材料,其具有低成本、低毒性、强发光、易于修饰和功能化、生物相容性好、抗光漂白性以及较高的化学稳定性等优点。此外,CPDs具有优异的光吸收和电荷转移性质,在光催化领域有较为广阔的应用前景。在此
有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Devices,OLEDs)由于在固态照明和平板显示领域有广阔的应用前景而备受关注。过渡金属配合物可以同时捕获单线态和三线态激子,理论上量子效率可以达到100%,因此被广泛应用于OLEDs中。在众多过渡金属配合物中,Pt(II)和Ir(III)金属配合物由于具有短磷光寿命、高量子效率和热稳定性好而被广泛研究。众所周知,利用红绿蓝三基色
发光性质（包括颜色、效率和寿命等）主要依赖于激发态本质和过程，因此通过研究激发态来调控发光性质，并发展高性能发光材料具有十分重要的科学意义和创新价值。激发态的本质特征是激子束缚能（或激子离域半径），它可以利用分子间相互作用（如π-π、氢键等）构筑不同尺寸超分子聚集体来实现有效的调控。为了揭示超分子聚集体的激发态本质，我们从最简单、最小的超分子聚集体结构模型（二聚体）入手，深入研究离散型分子间π-π
超原子概念的提出,带来了团簇物理发展的新机遇。超原子不仅能够展现出类似原子的电子结构特征,甚至还可能具有更为丰富的物理化学性质。由此,利用超原子“自下而上”的构成新型材料乃至器件结构,有希望打破以原子作为基元在结构与功能上的限制,从而实现高性能甚至革命性的应用。为实现这个目标,需要在原子层次上深刻理解超原子内和超原子间的相互作用机制,需要开展丰富的研究工作。在本论文中,基于量子力学第一性原理方法,