973项目申报书-XXXXCB808700-G若干功能体系的定向设计与构筑

1、.：.；工程称号：假设干功能体系的定向设计与构筑首席科学家：于吉红 吉林大学起止年限：2021.1至2021.8依托部门：教育部 中国科学院二、预期目的工程的总体目的： 本工程的研讨目的是提示假设干功能体系定向设计与构筑中的一些根本规律及原理，进一步开展定向设计与构筑的一些新实际、新方法、新道路。在此根底上，处理功能体系定向设计与构筑的关键科学问题。经过工程的实施，提升我国化学学科前沿科学研讨程度和国际位置，培育一批高层次的研讨人才，构成在国际上有重要影响的研讨群体和基地，为促进化学以及信息、环境、能源、资料、农业及生命等领域的迅速开展提供相关科学根底。五年预期目的: I提示功能体定向设计与构

2、筑的一些根本规律和原理：1分子在表界面的自组装规律和根本原理2表界面构造与电子性质的构效根本规律3多孔构造选择性构筑及合成反响规律4金属价态、基元构型、边臂协助的功能作用规律5共价键选择性构建规律II开展功能体系定向设计与构筑的一些新实际、新方法、新道路：1功能分子表界面有序构造调控的新方法2光电与催化功能体系化学调控的新方法3特定孔道构造设计与定向构筑的实际方法4高选择性构建共价键的实际和新方法III构筑一些新型功能资料：1基于微纳多级有序构造光电极和新型有机光电功能资料的太阳能电池和光电传感功能资料2性能优良的光电磁功能配合物资料3性能优良的生物质转化催化剂(4具有高效催化与吸附分别功能的

3、多孔资料5具有高效催化功能的金属有机化合物资料经过本工程的实施，构成在国际上有重要影响的研讨群体和基地，培育一批高层次研讨人才，其中包括5-10 名国家出色青年基金获得者或长江特聘教授，获得诸多具有国际先进程度的标志性研讨成果，发表影响因子3.0 以上的SCI 检索论文300 篇左右。三、研讨方案学术思绪： 本工程以“分子工程学为指点思想，以假设干功能体系为研讨对象，探求分子自组装、表界面及能级构造的调控，多孔空间构造的设计构筑与合成规律，金属价态、基元构型、边臂协助的作用机制，化学键的可控断裂与构成等关键科学问题，提示相关规律和原理，进一步开展功能体系定向设计与构筑的新实际、新方法、新道路，

4、为促进化学以及信息、环境、能源、资料、农业和生命等领域的迅速开展提供相关科学根底。技术途径： 发扬我们在单分子外表自组装研讨方面的阅历积累和研讨专长，经过研讨分子基底相互作用和分子间相互作用对于外表自组装过程的影响，建立开展利用外表自组装过程实现分子纳米构造定向构筑的方法。在此根底上，设计构筑功能分子的图案化纳米构造，并研讨图案化分子聚集体的新奇物理化学性质。利用分子和纳米层次的表界面表征技术，研讨功能体系中表界面物理化学过程，探求功能调控的化学根底，为设计、构筑具有新颖构造和更高性能的分子基功能体系提供根底技术支持和实际思绪。利用我们在催化及光电功能体系研制与利用高真空、低温STM 研讨表界

5、面构造与电子性质方面的优势，系统开展相关功能体系的设计、定向合成与组装研讨，研讨表界面构造、能级构造及局域电子态密度对分子选择性活化与能量转化过程的影响规律；利用金属及多金属胶体簇、微纳构造半导体及外表功能化碳资料，开展生物质催化转化和燃料电池催化剂；研制新型微纳多级有序构造光电极和有机光电功能资料，以此为根底开展性能优良的新型太阳能电池等光电功能体系。在多孔催化与吸附分别体系的研讨中，以我们在国际上率先建立的多孔资料合成反响数据库和构造数据库为根底，将实验合成与实际模拟相结合，开展功能导向的多孔资料构造设计与定向合成的实际研讨；利用各种先进的原位表征技术如SAXS、HRTEM、UV-Rama

6、n、NMR 等提示多孔功能资料晶化过程中选择性构筑及构成机制；建立功能-构造-合成之间的关系与规律；在此根底上，实现多孔功能体系的功能调控，设计构筑一批具有优良催化与吸附分别性质的多孔功能资料。在创建光电功能配合物体系方面，基于分子工程学思想，针对功能的需求，利用量子计算化学和分子力学等方法设计适宜的无机金属和有机配体构筑单元，探求基块间识别与自组装规律，构筑具有特定光电功能的零维分子或团簇、一维链、二维层、三维骨架以及类四级构造配合物。根据能量最小原那么，充分利用基块的构造构型、基块之间的共价、配位、氢键以及弱的范德华作用，调制基块间电子传送、能量转移和自旋转换等作用，认识调制体系物理化学光

7、电功能的微观机理，改良和开展实现配合物功能体系分子设计的施工方法。在创建活性金属有机化合物催化功能体系中，针对本方向的关键科学问题，将运用金属有机化学中相关概念和原理，如软硬酸碱性匹配原理、抓氢作用、金属阳离子- 体系弱相互作用、金属d 轨道与 体系共轭离域稳定化作用、次级配位环境调理等，设计合成具有特定金属构型、低氧化态以及拥有多活性位点的金属有机化合物体系，如低氧化态卡宾-3d 金属化合物、低配位碳二宾-铁系金属化合物、官能团化的金属杂环化合物、丁二烯基双金属化合物、硼杂苯-稀土化合物等，经过各种谱学手段了解其几何及电子构造，探求这些活性金属有机化合物对各类化学键的反响机制，调控金属有机化

8、合物的反响活性及选择性，开展从活性金属有机化合物出发的有机功能分子及聚合物资料合成新方法。在共价键构成中选择性控制、高选择性构成共价键反响的设计、功能分子构建的研讨中，经过研讨过渡金属催化下碳碳重键、碳杂重键、联烯的选择性断裂、构成过程，研讨过渡金属催化下构建碳碳键、碳氟键的选择性，提示催化体系中配体的配位原子，配体构造、骨架的变化与催化体系中金属中心的变化，以及底物活性的变化等要素对共价键构建中选择性的影响。利用现代分析手段，经过产物构造、反响中间体以及反响跟踪等研讨反响过程，了解催化体系、底物活性等与选择性关系，并由此设计、开展假设干新型选择性构建共价键的方法。创新点与特征： 本工程以功能

9、为导向开展定向设计与构筑研讨，在分子程度上基于不同构造层次(共价键、分子构造、表界面和电子构造、金属-有机配位构造、多孔空间构造)提示贯穿功能-构造-合成三者之间的根本规律以及原理；将实际计算模拟引入化学实际建立和科学问题研讨中，为功能体系的创制提供实际根底。主要创新点如下：1基于分子工程学的思想设计与调控表界面纳米构造，为研制催化与光电功能资料提供科学根底；2根据多孔催化与吸附分别功能的化学根底，设计孔道构造，开发定向设计合成的新道路；3基于能量和构造规那么，调制基块间电子传送、能量转移和自旋转换，构建光电磁配合物功能资料；4利用配体与金属中心电性对金属有机化合物活性的调控，开展高活性催化功

10、能资料；5经过配体的空间效应和活性中心微环境的调理，控制共价键构成的化学选择性。可行性分析： 本工程研讨目的明确，且有良好的任务积累，在一些功能体系的功能-构造-合成关系的研讨方面已获得了一些重要的结果。扫描探针显微技术SPM及其它单分子纳米表征技术的开展为深化研讨表界面自组装规律、表界面构造及电子构造提供了有效手段；在国际上率先建立的多孔资料合成反响数据库和构造数据库为多孔功能体系的定向设计与构筑提供了重要根底；长期的研讨阐明，经过配体的配位原子、空间和电子效应可以实现对金属配合物性质的调控。课题组在多年协作的根底上，曾经构成了一支在国际上有影响的研讨团队，同时工程依托单位也具有良好的实验条

11、件。置信我们可以完成以上所提出的研讨方案，在功能体系的定向设计与构筑研讨中将获得突破性进展。 课题设置 ：课题一：课题称号：分子基功能体系的组装规律及运用 承当单位： 中国科学院化学研讨所 课题担任人： 王栋 学术骨干： 万立骏、白春礼、胡劲松、杨德亮 经费比例： 10.5% 研讨目的： 从分子层次提示自组装构造的根本规律和原理，开展可控制造外表纳米构造的定向设计与构筑实际与方法；深化了解功能体系中表界面构造与功能之间的关系，从原理上提出提高功能体系性能的新思绪，构成在国际上有特征的研讨领域。研讨内容： 表界面是众多功能体系的根本构造单元。在表界面设计与构筑具有特定图案化构造和功能的二维分子自

12、组装体不仅为研讨催化、光电功能资料等研讨提供根底支持，而且为发现、创制新的分子基功能体系提供能够。本课题以具有原子分辨的扫描探针显微技术为主要研讨手段，辅以各种外表谱学技术和实际模拟，研讨并总结分子在二维自组装过程中的普遍规律和根本原理，基于分子工程学的思想设计并调控表界面纳米构造。主要研讨内容如下：1. 分子二维自组装的根本原理。研讨外表单分子的形状，分子-基底相互作用对表界面单分子的性质的影响；分子组装体中分子间非共价键的种类、性质、定性与定量描画，以及各种非共价键间的相互作用研讨；溶剂、浓度、温度、光、电等外场环境条件对于组装构造的调控。2. 功能分子在表界面有序组装构造的调控。以开展外

13、表有序构造构筑的新方法为目的，重点研讨分子模板法制备外表图案化构造；大尺度功能分子有序构造的构筑；电，光，溶剂等外场调控的图案化自组装过程等。在此根底上，研讨具有特定聚集形状的图案化分子聚集体的物理化学性质。3. 功能分子体系的表界面根底研讨。开展从分子纳米尺度上进展电极/电解质界面反响原位观测的表征技术；提示影响储能资料表界面稳定性的关键要素，探求处理途径，构筑界面稳定的纳米构造储能资料；了解纳米资料体相与界面的离子、电子存储与输运转为，设计并组装出高效、稳定的纳微复合构造电极资料。课题二 ：课题称号：催化与光电功能体系表界面分子工程 承当单位： 北京大学 课题担任人： 王远 学术骨干： 吴

14、凯、徐东升、刘海超、朱月香 经费比例： 16% 研讨目的： 建立催化与光电功能体系外表构造与电子性质化学调控新方法，在分子程度上提示催化及光电功能体系中表界面构造和能级构造对分子选择性活化与能量转化过程的影响规律。研制出性能优良的新型太阳能电池及光电传感功能资料，对生物质催化转化等化学反响具有优良催化性能的新型催化剂和新型、高效燃料电池催化电极。研讨内容： 开展催化与光电功能体系表界面分子工程研讨，针对国家在可继续能源、资源开发与高效利用、环境维护、先进信息技术与资料等方面的战略需求，系统研讨催化及光电功能体系中表界面构造、能级构造的化学调控及构效规律，利用高真空、低温STM，时间分辨光谱等方

15、法在分子程度上研讨表界面构造与电子性质对分子选择性催化转化与能量转化过程的影响规律。开展生物质选择性催化转化和燃料电池催化剂；研制基于微纳多级有序构造光电极和有机光电资料的新型太阳能电池和光电传感等功能资料。主要研讨内容如下：1. 设计、制备微纳多级有序构造光电极和新型有机半导体等光电资料，以此为根底研制性能优良的太阳能电池及光电传感等功能资料。2. 研制基于金属及多金属纳米簇、微纳构造半导体及外表功能化碳资料的高活性和高选择性生物质催化转化催化剂以及在精细化工及环境维护方面有重要意义的催化剂。3. 研制对C1 至C3 醇氧化具有高活性的燃料电池催化阳极，研制对氧复原反响具有高选择性和高活性的

16、燃料电池催化阴极，探求处理直接醇燃料电池中醇透膜导致电池性能下降问题的新途径。4. 利用高真空、低温STM，时间分辨光谱等方法在分子程度上研讨外表构造与电子性质对分子选择性活化、催化转化与能量转化过程的影响规律。课题三 ：课题称号： 多孔功能体系的定向构筑与实际研讨 承当单位： 吉林大学、上海交通大学 课题担任人： 于吉红 学术骨干： 徐如人、裘式纶、陈接胜、李激扬经费比例： 22% 研讨目的： 提示多孔构造选择性构筑及合成反响规律，建立计算机辅助下多孔资料构造设计的实际方法，开发以数据发掘和实际模拟为指点的定向合成途径，实现多孔功能体系的功能调控，设计构筑一批具有高效催化与吸附分别功能的新型

17、多孔资料。研讨内容： 以多孔功能体系为研讨对象，提示多孔资料催化与吸附分别功能的化学根底。在计算机辅助下，开展功能导向无机多孔资料的构造设计与定向合成实际方法的研讨，为指点具有高效催化与吸附和分别性能的新型多孔功能体系的定向设计与合成提供实际根底。主要研讨内容如下：1. 多孔功能资料构造设计的实际方法。在以往我们开展的分子筛构造设计的研讨根底上，结合多种计算机模拟技术，开发高效的构造设计的实际方法。根据实践功能的需求，设计具有特定孔道外形、孔道尺寸、构筑基元的多孔骨架构造，建立相关的评价方法，对所设计构造的合理性及可行性进展评价。2. 多孔功能资料合成反响机理的研讨。运用多种先进的构造表征技术

18、如SAXS，HRTEM，NMR，UV-Raman 等并结合实际模拟，研讨水热或溶剂热体系中多孔资料成核与晶体生长过程中各种无机物种和有机物种间的反响、聚合和组装过程，深化了解多孔资料的选择性构筑及反响机制。3. 多孔功能资料定向合成的实际方法。开发多孔功能资料定向合成的实际方法，包括：1利用数据发掘方法，在已建立的多孔资料合成与构造数据库的根底上，分析和发掘合成条件与产物构造之间的关系及规律，从实际上预测构筑特定构造的相关反响条件；2利用实际模拟方法，根据主-客体相互作用，预测适宜导向特定多孔构造生成的有机模板剂，开发以实际模拟为指点的定向合成途径。4. 多孔功能体系的功能调控。在深化研讨多孔

19、资料功能构造合成三者关系与规律的根底上，实现功能的调控。设计合成具有特定孔道和功能基元酸中心、活性金属中心及其他功能基元的高效催化与吸附分别多孔资料。课题四：课题称号 ： 配合物体系的光电功能及其分子设计研讨 承当单位： 南京大学 课题担任人： 杜红宾 学术骨干： 游效曾、左景林、白俊峰、沈珍经费比例： 15%研讨目的： 掌握基于分子基块间电子传送、能量转移和自旋转换等作用规律和调制体系物理化学功能的微观机理，改良和开展实现分子设计和晶体工程施工的方法，建立金属-有机配位体系的定向设计与构筑的实际，并利用该实际创建一些在高技术中具有开发前景的新型光电磁资料和新能源资料。研讨内容： 以在资料、能

20、源、信息和环保等领域有艰苦运用的特定化学和物理功能为导向，经过配位化学、凝聚态物理和资料科学等学科的相互交叉和浸透，充分发扬及运用物理的谱学实验方法及量子化学实际，特别是从物理和化学原理涉及的微观构造和成键规那么，进展超分子化学体系的实际设计和功能的阐明，建立光电功能配合物体系的定向设计与构筑的相关实际。主要研讨内容如下：1、光电转化功能配合物体系。经过调变有机配体和金属离子的电子构造和配位构型，构建预期构造和功能的新化合物，研讨其基态、激发态的氧化复原性及其光诱导下的电子转移和能量传送过程的机制和影响要素，探求定向合成新型电荷转移配合物、光电转换和超电容能量存储资料。2、单分子和自旋转换磁性

21、配合物体系。在合成及实验根底上，深化阐明单分子磁性与构造相互关系；利用磁性分子工程量子隧穿效应，伊辛模型和磁轨道正交和组态相互作用，调变金属离子和配体间交换和自旋取向，以及经过对磁性分子在空间中排布方式的调控，探求低维配合物型分子磁体的构成过程和磁性的规律，开发新的单链磁体、单分子磁体、高-低自旋转换体系、具有纳米构造的分子磁体等。3、多功能配合物体系。基于能量和构造规那么，将不同物理与化学功能的金属离子含有d和f 电子组态和多样的有机配体包括其大小、外形、识别等空间和立体构型，经过配位键和非共价键结合的作用，有序定向地组装成特殊的柔性或刚性多维体系以及类四级构造，探求分子间的有序多维堆积方式

22、和规律，以及讨论潜在物理性质间的内在联络和协同效应，开展多功能配合物的定向设计与构筑研讨，开发新型光电、热电以及多孔光电等复合功能资料，如磁性半导体/导体、多孔磁体、能进展包合分别和存储能源(CH4,H2)与环境气体(CO2)以及传感功能的光电功能配合物等。课题五：课题称号 ： 金属有机化合物的定向合成与功能调控承当单位： 中国科学院上海有机化学研讨所、北京大学 课题担任人： 邓亮 学术骨干： 刘元红、陈耀峰、余世超、席振峰经费比例： 14.5% 研讨目的： 探求活性金属有机化合物合成新方法，认识活性金属有机化合物与各类化学键的作用方式，总结金属氧化态、金属有机化合物构型、及边臂协助作用对金属

23、有机化合物反响性能的调控规律，开发从活性金属有机化合物出发的有机功能分子及聚合物合成新方法，为创建以金属有机化合物为功能基元的物质转化功能体系提供知识和技术根底，提高我国在金属有机化合物研讨方向的国际位置，为我国建立环境友好型、资源节约型社会提供人才和科学技术贮藏。研讨内容： 为探求金属中心氧化态、金属有机化合物构型、配体边臂参与对金属有机化合物反响功能的影响等关键科学问题，我们将根据分子工程学研讨思绪设计和合成活性金属有机化合物，经过对金属中心及配体的调理对金属有机化合物的反响性能的进展控制，开展从活性金属有机化合物出发的有机功能分子及聚合物资料合成新方法。主要研讨内容如下：1. 低氧化态金

24、属有机化合物的合成和反响化学。以二价钛系金属、一价及零价铁系金属作为重点研讨对象，设计在复原性环境中稳定的配体，选择易与低价金属中心键合的配体组合，经过化学或电化学复原方式由相对高价的金属有机化合物合成低氧化态金属有机化合物，研讨活性的低氧化态金属有机化合物与有机分子中的极性及非极性共价键的作用方式，以此为根底开展有机官能团转化及有机功能分子合成新方法。2. 具特定金属中心构型的金属有机化合物的合成和反响方式研讨。设计并合成具特定电子及立体效应的辅助配体，如强给电子性的碳二宾配体、具特大空阻的含硫Pincer 配体、软硬配位原子结合的二齿及三齿配体，利用配体的立体效应调理金属中心构型，重点调查

25、金属杂环化合物、低配位3d 过渡金属卡宾化合物、金属-碳二宾化合物等与官能团化的不饱和烃、金属有机试剂、氧化剂和复原剂的反响，探求金属有机化合物的构型对其化学反响性质影响的规律，开发新型、高效的具促进分子转化功能的金属有机化合物催化剂。3. 具多活性位点的金属有机化合物定向合成及其协同作用机制。对含金属-金属和金属-配体等多活性位点金属有机化合物，如以丁二烯为骨架的双金属化合物、硼杂苯-稀土金属化合物、含导向官能团的茂金属化合物等，进展合成及反响化学的研讨，建立活性金属中心与活性金属中心复合、活性金属中心与路易斯酸位点复合及活性金属碳键与导向官能团复合等二元功能基元，了解复合基元对底物分子的协

26、同作用机制，开展有机分子转化及聚合物合成新方法。课题六：课题称号 ： 共价键选择性构建及相关规律研讨承当单位： 中国科学院上海有机化学研讨所、浙江大学 课题担任人： 侯雪龙 学术骨干： 陆熙炎、麻生明、刘国生、傅春玲经费比例： 22% 研讨目的： 开展系列新型高效、高选择性构建共价键方法，发现共价键构建中选择性控制的共性问题，提出和完善共价键构建选择性控制的新概念。丰富、完善对共价键构建选择性控制的手段，在选择性构建共价键方面开展新方法学，在共价键构建选择性的实际以及新型共价键构建反响设计开发方面获得标志性的成果。研讨内容： 围绕高选择性构建共价键这一合成科学中的中心问题之一，对影响选择性的要

27、素及其规律，催化剂与底物作用方式、催化效率这些共价键构成过程中的一些根本科学问题展开研讨，并基于这些根本问题研讨和了解根底上，理性设计高选择性断裂、构成共价键的新方法，在更深层次上探求共价键构成过程中的科学问题，从而逐渐构成我国在共价键构建中选择性控制、高选择性构成共价键的设计、功能分子构建的催化体系和实际。主要研讨研讨如下：1. 研讨催化体系在联烯、碳碳重键、碳杂重键反响中催化剂配体的骨架，配位原子变化以及中心金属变化，底物活性变化等要素对反响选择性的影响，研讨次级效应氢键、弱配位、溶剂、添加剂等要素对共价键构建选择性的影响，研讨联烯、碳碳重键、碳杂重键的高效、高选择性官能化，研讨碳氟键等特

28、殊共价键的高选择性构建，运用现代物理、化学手段，深化认识各种影响选择性要素的作用方式和作用途径，认识催化剂与底物相互作用的过程，发现其中共性要素和规律，提高共价键构建的效率和选择性。由此开展一些具有高催化活性、高选择性控制构建共价键的催化体系。2以开展高选择性构成共价键反响为目的，结合我们以往在反响选择性研讨的了解以及我们对联烯、碳碳重键、碳杂重键反响的认识，理性设计高选择性构成共价键反响。在此过程中，我们将着重研讨反响的过程，以检验我们对共价键构建选择性控制要素的了解，并调理催化体系和底物活性，以实现理性设计高选择性构成共价键反响，并完善我们对反响选择性的了解，完善选择性控制实际。各课题间相

29、互关系： 围绕工程所要处理的关键科学问题、主要研讨内容和预期目的，本工程设置了以下六个课题：课题一：分子基功能体系的组装规律及运用课题二：催化与光电功能体系表界面分子工程课题三：多孔功能体系的定向构筑与实际研讨课题四：配合物体系的光电功能及其分子设计研讨课题五：金属有机化合物的定向合成与功能调控课题六：共价键选择性构建及相关规律研讨课题间相互关联，其中课题一、二主要研讨分子自组装、表界面及能级构造的调控规律；课题三、四主要研讨多孔空间构造的设计构筑与合成规律；课题四、五主要研讨金属价态、基元构型、边臂协助的作用机制；课题二、三、五、六主要研讨化学键的可控断裂与构成。课题总体设置思绪如下：四、年

30、度方案研讨内容预期目的第一年以假设干功能体系为研讨对象，开展设计合成：在分子基功能体系中设计、合成具有不同分子构造、对称性及官能团的系列有机分子，研讨它们在不同基底外表的组装过程和构造；在表界面功能体系中开展氧化钛纳米粒子及其微纳分级构造的合成及性能研讨，研制金属及合金纳米簇基复合纳米催化剂，制备双金属模型体系，并检测活性原子或原子簇周围的电子性质；在多孔功能体系中设计具有特殊功能的多孔骨架构造，合成具有新颖构造和新颖骨架组成的多孔资料，研讨合成中影响其成核与晶体生长的各种要素；在配合物功能体系中重点设计和组装光敏大环和杂环共轭配体，顺磁性和超顺磁性金属多氰基，多齿共轭有机分子和金属氧硫化物基

31、块，构筑多维构造金属-有机骨架功能体系；在金属有机功能体系，设计合成新型单、双和多齿配体，探求其与各类金属中心前体的配位化学反响，合成低氧化态、配位不饱和以及配体具潜在反响功能的金属有机化合物；在分子反响功能体系中设计合成具有不同构造骨架，不同配位原子以及不同立体效应和不同电子效应的新型配体，与各种金属生成金属络合物，研讨共价键断裂和构成过程中的选择性。开发以功能为导向多孔骨架构造的设计方法；制备一些特殊功能和构造的无机资料，包括具有特定形貌及复合晶相构造的氧化钛纳米构造，构造与性能可控的外表量子构造，具有新颖构造和组成的多孔功能化合物，具有良好光电子传化效率的超分子体系，含第二、三系列过渡金

32、属离子的系列单分子磁体等；掌握单组分和多组分分子在表界面的组装规律和根本原理，认识多面体基块经过分子识别和组装及自组装规律，了解制备活性金属有机化合物对配体的立体特性、软硬度要求的阅历规律，认识催化剂中配体构造、立体要素和电子要素，以及不同金属，金属的不同配位方式对共价键断裂和构成反响的影响。第二年在上一年任务的根底上，深化研讨不同功能资料的构造与性能，包括研讨外表的分子自组装构造在外界刺激下的构造和性量变化，研讨溶剂极性和pH等环境要素对自组装构造的调控，研讨氧化钛外表构造和能级构造对光催化性能的影响规律，研讨多孔资料的催化、吸附与分别性能，研讨金属有机化合物的几何和电子构造，研讨纳米复合催

33、化剂在纤维素转化为多元醇过程中的催化作用机制，及构造与性能之间的关系等，研讨构造、立体效应和电子效应变化对共价键选择性的影响，在此根底上，开展新的方法和途径，继续开展不同功能体系的设计合成研讨。合成一批具有潜在优良性能的功能资料，包括具有优良催化、吸附与分别如储能、俘碳性能的多孔资料，具有良好电子传送和能量转移性质的金属配合物，基于微纳多级有序构造光电极的太阳能电池、单层有机光受体，多孔配位聚合物及其纳米晶资料等；了解和认识功能体定向设计与构筑的一些根本规律和原理，包括了解各种环境和外场条件对分子纳米构造调控的方法和规律，发现低维配合物型分子磁体的构成过程和磁性的规律，从分子程度上认知金属有机

34、化合物中金属中心与配体之间的立体和电子相互作用，了解多孔化合物成核和晶体生成过程，研讨共价键断裂和构成中影响选择性和效率的共性问题等。第三年继续开展不同功能体系的设计合成，并进展功能调控，包括经过分子间弱相互作用诱导其它功能有机分子在模板外表构成可调控的功能纳米构造,经过化学修饰等方法在功能分子上引入组装基团，调控功能分子的组装行为和组装构造,混合价金属配合物基块的合成及空间自旋电子排布调控，具有特定电子与几何构造的金属和有机基块的设计、有序组装与性能调控等。研讨配合物基态和激发态的氧化复原性及其光诱导下的电子转移和能量传送过程，探求活性金属有机化合物对各类化学键以及化学小分子的计量反响方式，

35、论述金属有机化合物的构造与反响活性及选择性之间的关系，研讨多孔资料成核和晶体生成过程中各种无机物种和有机物种间的反响、聚合和组装过程，研讨重键化合物在催化剂各种要素变化下反响中涉及的中间体和过渡态，深化了解构造与功能的关系。开展分子模板法、共吸附、主客体组装等具有普适意义的自组装新方法，组装具有特定构造的高低自旋间的自旋交叉体系，组装具有光电、热电以及多孔磁体等复合功能配合物资料，以分子组装规律和原理为指点，设计具有特定构造的功能分子，实现功能组装纳米构造的定向构筑，开发几种具有催化和吸附分别功能的多孔功能资料，研制出性能优良的基于氧化钛微纳分级构造的染料敏化太阳能电池资料，发现假设干金属有机

36、化合物与小分子及化学键作用新方式，开展高效、高选择性共价键催化剂和催化体系。第四年研讨有序功能纳米构造中分子聚集体的性质和功能，以及与构造变化相关联的物理化学性量变化，构造不同的外表构造；研讨Fe、Co、Ni、Mn等金属原子在外表构成一维和二维势阱的电子性质和分子吸附、活化和反响特性；研讨孔构造、外表构造和能级构造对光电转换性能的影响；研制金属及合金纳米簇基复合纳米催化剂，研讨电子传送和能量转移的机理及对资料光电性质的影响；利用配体场实际和物理伊辛模型，调变金属离子和配体间交换和自旋取向；设计合成具有特定孔道和功能基元的高效催化与吸附分别多孔资料；深化了解合成-构造-功能的关系，开展从活性金属

37、有机化合物出发的小分子转化、有机功能分子及聚合物资料合成新方法；构建可以从分子纳米尺度上进展储能器件和光电功能体系界面构造和物理化学过程原位观测的表征技术平台，讨论利用各种影响要素，设计新型共价键构建反响。探求总结分子在自组装构造中的聚集形状与性质之间的关系；探求不同构造导致的电子性质的变化对外表分子反响的调理作用；探求新的规律和景象，开展新型光电转换功能资料；发现分子基磁体的可控合成规律，制备具有优良性质的单分子和单链磁体；开发几种从活性金属有机化合物出发的功能分子及聚合物合成新方法；实现共价键选择性构建反响的设计。第五年对前期研讨成果进展归纳总结，进一步拓展自组装构筑分子基功能体系的方法，开展大尺度、多层次、三维复杂功能分子有序构造的设计和构筑；继续开展新型纳米簇基复合催化剂研讨；总结金属氧化态、金属中心构型以及协同作用对金属有机化合物反响功能调理的规律；系统认识共价键构筑中选择性影响要素以及规律；开发多孔资料定向合成的实际方法，制