从固体化学到凝聚态化学 被引量：2

1

作者 荆西平 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1049-1059,共11页

"凝聚态化学"是化学学科一个新的发展领域,其基本思想是超越分子和理想晶体的界限,多层次地研究物质的组成、结构、性质、制备以及它们之间的关系。本文简要回顾了从固体物理到凝聚态物理的历史以及固体化学的发展历史,分析... "凝聚态化学"是化学学科一个新的发展领域,其基本思想是超越分子和理想晶体的界限,多层次地研究物质的组成、结构、性质、制备以及它们之间的关系。本文简要回顾了从固体物理到凝聚态物理的历史以及固体化学的发展历史,分析了固体化学的学科特点,指出固体化学的发展必然孕育着"凝聚态化学"的形成,同时指出,化学学科中的多个领域也都会将"凝聚态化学"作为自己的发展方向。建议了从固体化学向"凝聚态化学"发展的途径:完善固体化学学科的知识体系,拓展固体化学的知识范围,创造"凝聚态化学"的标志性成果。最后强调,与凝聚态物理学家密切合作,共建"凝聚态科学"大厦。 展开更多

关键词 固体物理 固体化学 凝聚态物理 凝聚态化学 凝聚态科学

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高压条件下的凝聚态化学 被引量：3

2

作者 刘晓旸 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1184-1202,共19页

本文介绍了高压条件对凝聚态物质电子结构和晶体结构的影响,其中包括高压对元素外层电子结构、能带结构和晶体缺陷的影响,高压导致的原子配位数的增加、元素非正常氧化态、结构相变和态变。同时从十个方面介绍了高压条件下凝聚态物质间... 本文介绍了高压条件对凝聚态物质电子结构和晶体结构的影响,其中包括高压对元素外层电子结构、能带结构和晶体缺陷的影响,高压导致的原子配位数的增加、元素非正常氧化态、结构相变和态变。同时从十个方面介绍了高压条件下凝聚态物质间的化学反应,最后对高压条件下凝聚态化学未来的发展做了展望。 展开更多

关键词 凝聚态化学 高压 电子结构 晶体结构 化学反应

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甲醇制烯烃反应中的凝聚态化学 被引量：1

3

作者 王男 魏迎旭 刘中民 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期839-860,共22页

催化技术在现代工业生产和日常生活中发挥着举足轻重的作用,也是凝聚态化学材料和应用的重要内容。甲醇制烯烃反应在凝聚态晶体多孔材料上实现,是非石油资源制取低碳烯烃的重要途径,也是凝聚态材料催化应用的典型案例。反应机理和分子... 催化技术在现代工业生产和日常生活中发挥着举足轻重的作用,也是凝聚态化学材料和应用的重要内容。甲醇制烯烃反应在凝聚态晶体多孔材料上实现,是非石油资源制取低碳烯烃的重要途径,也是凝聚态材料催化应用的典型案例。反应机理和分子筛积碳机制是多相催化领域重要的研究方向。甲醇制烯烃反应是一个动态化学过程,经历诱导期、高效反应期、失活期和催化剂再生,分子筛纳米限域空间内活性有机物种和积碳物种的演变引导了这个催化反应历程。本文围绕这一主题,分别介绍了甲醇制烯烃反应分子筛催化材料及基于主客体化学的结构组成-反应性能的构效关系、甲醇转化反应的分子活化机制、动态催化反应网络以及基于分子筛-积碳主客体相互作用发展的择形催化原理和分子筛积碳失活机理及消碳再生机制。希望通过本文加深对分子筛催化甲醇制烯烃反应中的凝聚态化学的认识,并期待以凝聚态化学为指导,进一步推动分子筛催化材料和催化过程的优化和发展,为今后高效催化剂及催化体系的开发提供指导。 展开更多

关键词 凝聚态化学 甲醇制烯烃 分子筛 反应机理 催化剂失活 催化剂再生

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金属/金属氧化物催化剂的SMSI效应

4

作者 秦学涛 周子乔 马丁 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期928-939,共12页

催化化学在现代化学工业中占有举足轻重的作用,开发高效催化剂是催化领域中的重要研究目标。具有金属-载体强相互作用(Strong metal-support interactions,SMSI)的催化剂表现出优异的催化性能,这使SMSI成为催化研究中的一个重要科学问题... 催化化学在现代化学工业中占有举足轻重的作用,开发高效催化剂是催化领域中的重要研究目标。具有金属-载体强相互作用(Strong metal-support interactions,SMSI)的催化剂表现出优异的催化性能,这使SMSI成为催化研究中的一个重要科学问题。SMSI现象涉及催化剂载体对其表面金属纳米颗粒的包覆,在提高纳米颗粒稳定性的同时,还在纳米颗粒与载体间产生了新的相互作用并以此改变了催化剂的反应性能。目前研究者们已设计出众多具有SMSI效应的催化剂,其中部分已投入实际生产当中,同时也衍生了大量有关SMSI的研究,特别是那些以金属氧化物为载体的负载型金属/金属氧化物催化剂。然而由于SMSI的复杂性,关于其形成的驱动力的争论仍然存在,同时SMSI的本质和催化机制也有待进一步的研究。该综述总结了SMSI的最新进展,其对催化剂的影响和调控SMSI的方法,希望能从凝聚态化学的角度理解和认识SMSI,并提供一种新的催化剂设计策略。 展开更多

关键词 凝聚态化学 催化化学 催化剂 金属-载体强相互作用

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离子液体的凝聚态化学研究 被引量：1

5

作者 刘亚伟 张晓春 +1 位作者 董坤 张锁江 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1509-1523,共15页

离子液体是可以替代传统溶剂实现高效、低碳、清洁、循环新过程新技术的新型溶剂,在完成“双碳”目标中具有重要的应用价值。同时,离子液体是一种典型的“软凝聚态物质(软物质)”,对它的认识和应用依赖于对其内部多尺度微观结构的研究,... 离子液体是可以替代传统溶剂实现高效、低碳、清洁、循环新过程新技术的新型溶剂,在完成“双碳”目标中具有重要的应用价值。同时,离子液体是一种典型的“软凝聚态物质(软物质)”,对它的认识和应用依赖于对其内部多尺度微观结构的研究,这需要以“凝聚态化学”的思想作为未来的研究方向,即对离子液体体系的组成、结构、性质、功能及它们之间的内在关系进行多层次的研究,进而实现对实际应用体系中传递过程和反应过程的调控。在本文中,我们以“凝聚态化学”的视角简要综述了对离子液体的研究。首先介绍了离子液体的化学结构和物理性质,指出理解离子液体性质的变化必须要研究其内部的结构。然后,我们介绍了离子液体从分子层面到纳微尺度的结构,包括离子对、氢键、氢键网络、团簇、界面结构和纳米限域结构。最后,我们对离子液体“凝聚态化学”研究的未来进行了展望。 展开更多

关键词 离子液体 凝聚态化学 氢键 团簇 界面 纳米限域

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单原子催化中的凝聚态化学

6

作者 李庆贺 乔波涛 张涛 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期821-838,共18页

单原子催化,由单原子催化剂推动的催化反应过程,是当前多相催化领域最活跃的研究前沿之一。单原子催化剂是由载体原子与单个金属原子中心通过共价、配位等相互作用,构筑成具有相对明确活性中心的多层次原子聚集体,其组成、结构与性质是... 单原子催化,由单原子催化剂推动的催化反应过程,是当前多相催化领域最活跃的研究前沿之一。单原子催化剂是由载体原子与单个金属原子中心通过共价、配位等相互作用,构筑成具有相对明确活性中心的多层次原子聚集体,其组成、结构与性质是凝聚态化学的典型研究对象。本文从凝聚态化学角度出发,简述“单原子催化”概念提出的历史基础和发展现状,系统总结“单原子催化”领域涉及的凝聚态现象即周围原子与金属中心形成的聚集体,详细阐述配位环境对聚集体结构、性质的影响及真实反应状态下聚集体结构动态演变,总结和展望单原子凝聚态效应在多相催化反应领域的应用和未来发展趋势。 展开更多

关键词 单原子催化 聚集体 凝聚态化学 结构演变 原位表征

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小分子催化转化中的凝聚态化学

7

作者 王海 王成涛 +2 位作者 周航 王亮 肖丰收 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期861-885,共25页

催化在现代工业文明中占据极为重要的地位,在炼油、石油化工、精细化工、制药、环境保护等行业中具有主导作用。小分子的催化转化是解决相关能源和环境问题的关键技术,已成为当今国际社会研究的难点与热点之一。本文针对小分子催化转化... 催化在现代工业文明中占据极为重要的地位,在炼油、石油化工、精细化工、制药、环境保护等行业中具有主导作用。小分子的催化转化是解决相关能源和环境问题的关键技术,已成为当今国际社会研究的难点与热点之一。本文针对小分子催化转化中的凝聚态化学,讨论了烷烃脱氢、有机小分子加氢、高效产氢以及合成气转化等过程中凝聚态多层次结构对于催化性能的影响,强调了金属-载体之间的相互作用带来的凝聚态化学性质的变化,最后进行总结和展望。希望通过本文可以为凝聚态多层次结构和催化性能之间的构效关系研究提供思路,为今后高效催化剂的进一步开发与机理研究提供指导。 展开更多

关键词 小分子 多相催化 构效关系 多层次结构 凝聚态化学

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凝聚态化学视角下的多孔材料缺陷工程

8

作者 郑跃楠 杨佳奇 乔振安 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期954-967,共14页

凝聚态化学主要研究涉及多种态材料的多层次结构、化学性质与化学反应、凝聚态构筑化学中的前沿科学问题。多孔材料具有比表面积高、孔道结构可调控的特性,在多种应用环境中展现巨大潜力。随着对多孔材料缺陷工程策略的不断深入探索,凝... 凝聚态化学主要研究涉及多种态材料的多层次结构、化学性质与化学反应、凝聚态构筑化学中的前沿科学问题。多孔材料具有比表面积高、孔道结构可调控的特性,在多种应用环境中展现巨大潜力。随着对多孔材料缺陷工程策略的不断深入探索,凝聚态化学的研究范围被极大扩展。在多孔材料的缺陷位点构筑以及功能化应用中,凝聚态化学渗透于每个过程中。缺陷型多孔材料的合成中涉及的物相、孔结构和缺陷位点的形成与调控;在性能应用过程中表面活性位点促进客体物种的转化,充分体现出凝聚态化学过程中的各种化学反应、多孔材料微观结构与不同物种间的表、界面相互作用。本文以缺陷型多孔材料为研究对象开展讨论,包括适于缺陷工程策略的无机多孔材料、多孔材料中缺陷结构的类型、多孔材料凝聚态化学缺陷位点的构筑与调控、多孔材料中缺陷位点的表征以及富缺陷型多孔材料在能源存储和催化领域中的应用,以期从凝聚态化学角度加深对多孔材料缺陷工程的认识,并期待以凝聚态化学为指导进一步推动功能化多孔材料的发展。 展开更多

关键词 凝聚态化学 多孔材料 介孔材料 缺陷工程

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凝聚态化学视角下的生物矿化

9

作者 茅瓅波 高怀岭 +3 位作者 孟玉峰 杨玉露 孟祥森 俞书宏 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1086-1099,共14页

凝聚态化学是研究凝聚态材料的合成、组分、结构、性能、相互作用及相关化学反应等多个领域的一门学科。近年来对生物矿物这种特殊的天然凝聚态材料不断深入的探索,极大扩展了凝聚态化学原有的研究视野。这些生物矿物常通过非经典的方式... 凝聚态化学是研究凝聚态材料的合成、组分、结构、性能、相互作用及相关化学反应等多个领域的一门学科。近年来对生物矿物这种特殊的天然凝聚态材料不断深入的探索,极大扩展了凝聚态化学原有的研究视野。这些生物矿物常通过非经典的方式,在温和而复杂的体内甚至体外环境中形成;它们具有长期进化筛选出的跨尺度多级组织结构,充分利用了材料微观形态和不同凝聚态材料间的表、界面相互作用,因此具有非常优异的性能。本文通过分析生物矿物形成和转化过程中涉及的几种特殊机制,阐明真实环境条件下凝聚态材料合成和凝聚态化学反应的一些新特征。同时,还将介绍由生物矿物相关研究推动的凝聚态化学的实际应用。最后,对该领域未来需要解决的问题和重要发展方向做出展望。 展开更多

关键词 生物矿物 凝聚态化学 仿生矿化 仿生材料

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聚糖化学合成的挑战和可能的凝聚态化学问题

10

作者 徐鹏 俞飚 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1548-1553,共6页

聚糖是自然界含量最丰富的有机高分子,是各类生命体中重要的结构支撑和能量储存物质;而且,细胞表面的聚糖在细胞识别、分化、发育、癌变和免疫等生命过程中发挥重要作用。相比于核酸和蛋白质,对于聚糖类功能的研究远远落后,这与难以获... 聚糖是自然界含量最丰富的有机高分子,是各类生命体中重要的结构支撑和能量储存物质;而且,细胞表面的聚糖在细胞识别、分化、发育、癌变和免疫等生命过程中发挥重要作用。相比于核酸和蛋白质,对于聚糖类功能的研究远远落后,这与难以获取结构明确的聚糖及缺乏在体内精确操控聚糖的手段相关。聚糖的合成化学在最近几十年里得到了飞速发展,为聚糖,特别是寡聚糖的结构和功能研究提供了强有力的工具。然而,相比于核酸和蛋白质的合成,聚糖的合成仍然效率低下,特别是对于其中一些具有特殊结构糖链的合成仍然是挑战性的课题。在聚糖的合成实验中,经常会出现意外的结果,多种因素可能影响特定糖苷键的合成效率和立体选择性。聚糖分子可以通过分子间非共价作用力形成聚集体,从而影响合成。特别是在脱除保护基的过程中,聚糖分子溶解性的巨大变化对反应历程产生决定性影响。这些由于聚集体形成而对反应性的影响尚没有深入研究;在具体合成中,仍然需要通过实验的不断试错来完成聚糖的合成。另外,生命体中的聚糖和糖缀合物也通过形成超分子结构来发挥功能。因此,研究聚糖和聚糖合成中的凝聚态化学具有重要意义。 展开更多

关键词 聚糖 化学合成 聚集体 溶解度 凝聚态化学

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生物矿化中的凝聚态化学 被引量：4

11

作者 桑艳华 潘海华 唐睿康 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1100-1114,共15页

不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。... 不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。生物矿化是通过有机基质调控无机矿物的生成,构筑具有多层次结构和特殊功能(如保护、传感和运动等)的生物凝聚态物质。研究生物矿化中的化学构筑与结构-功能关系,通过仿生矿化可以设计并制备具有类生物矿物结构和先进功能的仿生凝聚态材料。本文从凝聚态化学的角度介绍生物矿化和仿生矿化领域的概况以及取得的重要成果和新认识,重点综述了本课题组近年来受生物矿化启发,基于无机离子寡聚体的仿生新材料构筑和功能方面的研究成果。相信生物矿化将为新兴凝聚态化学的研究和发展提供良好参考,同时从凝聚态化学的新高度看待和指导生物矿化,也将促进生物矿化研究走向新的台阶。 展开更多

关键词 生物矿化 凝聚态化学 仿生矿化 无机离子寡聚体

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