燕山大学应用化学学科是河北省重点学科,拥有应用化学博士学位授予权,设有化学工程与技术博士后科研流动站。通过多年实验室强化建设,已拥有较完善的基础设施和先进的仪器设备,实验室拥有有效使用建筑面积1325平方米、万元以上各种高精密仪器设备152台套、设备总值1722万元。目前实验室拥有固定人员31人,其中博士生导师6人,留学归国人员12人,具有博士学位高级职称人员25人,已形成一支以具有博士学位的中青年为主、学历和知识结构合理的学术研究队伍。
实验室形成了无机功能材料设计、制备和评价;先进电池材料化学和新型有机光电功能分子的理论设计与合成等3个稳定的研究方向。
近年来,结合河北省经济建设需要,先后承担国家和省部等各类科研项目百余项,研究经费达5576.6万元,获省部级奖励6项,已授权发明专利11项,在国内外核心学术期刊上发表学术论文307篇,成为河北省应用化学领域的科学技术研究基地和人才培养基地。[1]
1 .无机功能材料设计、制备和评价
以复杂晶体化学键理论为基础,设计新型无机光电和催化功能材料,挖掘和拓展材料的应用领域,解决功能材料合成和器件化过程中的关键科学问题,开发国防领域具有重大显示度和应用价值的军用功能材料。实践理论设计、试验制备、性能评价和应用开发的一体化研究。
2 .先进电池材料化学
针对当前国民经济发展和国防建设对新能源产业的技术要求,开展先进电池技术和储能材料化学研究。采用化学、电化学基础理论解决化学电源中存在的主要问题,并就关键材料进行研究,我们已在MH/Ni 电池、锂离子电池、锌- 空气电池和电化学电容器中的关键材料的研究方面,取得了较好的成果。
3 .新型有机光电功能分子的理论设计与合成
以新型有机光电功能分子的理论设计与合成、分子聚集体和有序结构构筑的基础理论及应用技术为目标。在弱相互作用下的分子聚集体和有序结构的超分子自组装、强相互作用力下的有机框架结构的共价组装两个方面具有明显特色和突出优势。
实验室建设以来,结合河北省经济建设需要,先后承担国家和省部等各类科研项目30 余项,研究经费达千万元,获省部级科技奖励6 项,已授权发明专利11 项,在国内外核心学术期刊上发表学术论文100 余篇。主要研究成果有:
1 .温和条件制备超硬材料技术
与传统的制备超硬材料的高温高压法相反,利用化学催化方法,在相当温和条件下合成了四方BC2N 单晶化合物。文章发表在美国化学会Crystal Growth & Design (影响因子4.215 )。获国家授权发明专利。中国超硬材料网、粉末冶金网等专业网站评价称“ 低温低压、低成本合成BC2N 更是一个挑战性课题。该工作是三元硼碳氮超硬材料合成领域中首次采用低温低压的方法成功制备单晶纳米结构” 。
2 .生物基纳米晶定位生长技术
(1) 燃料电池Pt 基纳米催化剂:利用T4 噬菌体衣壳控制合成及组装的贵金属纳米粒子尺寸小,粒径分布均匀,介于3.0 ~4.5nm 之间, 呈单分散状规则排布于T4 噬菌体衣壳表面。制备的T4 噬菌体负载Pt 、Rh 、Pd 纳米粒子催化剂比普通还原法得到的无负载Pt 纳米粒子催化剂电催化活性提高达10 倍。(2) 三维组装纳米磁记录材料:利用T4 噬菌体衣壳控制合成的分散度高、尺寸小(2nm ~4nm )的磁性纳米粒子,仍然有高的铁磁性,磁记录能力有望比目前提高几个数量级,有着广阔的潜在应用前景。文章发表在Chemistry–A European Journal (影响因子5.454 )。审稿人评论:“ 制备的铁纳米粒子具有良好的磁性,饱和磁化强度达151 emu/g ,要比文献报道的高得多。如此可调控的、简便温和的合成(在室温、水溶液,空气中!)和如此稳定的铁纳米粒子确实具有巨大的科学意义和应用前景.”