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北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室

北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室

  北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室始建于1991年。现任实验室主任为严纯华教授,学术委员会名誉主任为中科院院士徐光宪教授,学术委员会主任为中科院院士黎乐民教授。实验室现有固定人员30人,包括中科院院士徐光宪、黎乐民、黄春辉和高松教授,长江特聘教授3名和国家杰出青年基金获得者5名。

  实验室坚持“立足基础研究、面向重大需求、注重学科交叉”的科研理念,以能源、信息和生命科学领域的重大需求为导向,将实验与理论研究相结合,系统开展无机及稀土化学、稀土功能材料和碳基纳米材料等方面的基础和应用基础研究。

  实验室在研究工作、团队建设、人才培养和学术交流与合作等方面都取得了显著的成绩,在1999年和2004年全国化学化工学科国家重点实验室的评估中连续获得优秀实验室称号,已成为我国无机化学和稀土化学的重要研究基地。近年来,实验室在稀土分离化学及应用、分子基功能材料和碳基纳米材料等领域取得了重要研究进展,黄春辉、顾镇南和高松教授领导的项目分别荣获2003、 2004和2006年国家自然科学二等奖,徐光宪和黄春辉院士分别荣获了2005年度何梁何利科技成就奖和科技进步奖,徐光宪院士还荣获了2008年度国家最高科技奖。一批青年学术骨干迅速成长,获得了包括中国化学会青年化学奖、中国青年科技奖等荣誉,严纯华教授组织的“稀土功能材料化学”团队得到了国家自然科学基金委创新研究群体基金的连续资助。

  学科发展和研究方向

  在分子及其组装体、团簇、纳米和体相等多尺度结构下,研究稀土功能材料的宏观性质与其微观结构的关联规律,发展稀土功能材料的设计理论和可控合成方法;研究碳基纳米材料的制备、修饰和结构调控方法;开发新型光电转换、储氢、催化和高性能电池等能源材料体系,发展信息存储、输运、转换和显示等信息材料和器件,研究生物大分子和细胞结构与功能的多功能探针和标记材料;继续开展稀土高效、绿色分离方法、工艺设计理论及应用研究,为我国稀土资源的有效利用和功能材料产业发展提供支撑。主要学科建设和研究方向为:

  (1) 稀土配位化学及分子基功能材料和器件

  (2) 稀土生物无机化学及生物探针和影像材料

  (3) 稀土纳米和体相结构固体化学及功能材料

  (4) 碳基功能材料化学及其应用

  (5) 稀土金属及金属间化合物功能材料

  (6) 镧系理论和稀土功能材料设计理论

  (7) 稀土分离化学、工艺设计理论及其工业应用

  主要研究内容

  (1) 发展高效、环境友好的稀土溶剂萃取新方法、新技术和设计理论,结合我国稀土产业发展需求,开发面向功能材料的新型绿色分离流程及其工业生产技术;

  (2) 研究分子基功能材料的设计、合成和组装方法,发展稀土功能分子的组装、复合和原理器件制备技术,研究分子基功能体系的结构与其磁性、发光、光/电、磁/电、电/光转换和耦合性质的关系规律和理论机制,为开发新型分子基功能材料和原理器件提供依据;设计、合成具有高效活化小分子(H2O, H2, O2, CH4, CH3OH, CO, CH2=CH2)功能的稀土/过渡金属分子基体系,研究其催化反应及机理;

  (3) 研究生物大分子二级结构与非天然金属辅酶间的构效关系,发展基于功能金属配合物的蛋白质特异性标记方法;开展具有磁性、荧光等性质的稀土分子基和纳米材料的生物标记和成像应用研究;

  (4) 发展多种尺度和形态稀土固体化合物的合成和结构表征方法,研究其结构、微结构、变价及缺陷、界面及表面、尺寸与形貌等与材料性质的关系,开发高性能光、电、磁、热及其多功能复合稀土纳米和固体材料;着重研究稀土纳米和介孔结构材料的可控合成方法,探索新型催化反应及其机理;

  (5) 发展富勒烯稀土包合物、碳纳米管和石墨烯的合成和表征方法,研究碳基纳米材料的修饰、复合及性能调控,探索相关材料在信息、能源等领域中的应用;

  (6) 研究非晶态、纳米结构新型稀土金属间化合物的合成技术和性能调控方法,发展高性能磁性、储氢功能材料的新体系和新制备技术;

  (7) 发展复杂大体系的密度泛函计算方法,研究相对论效应对含重元素体系性质的影响,探寻含重元素(特别是稀土元素)功能材料的性能与其电子结构间的关系规律,发展镧系理论,为稀土功能体系的设计提供依据。

  主要仪器设备

  实验室拥有满足化学制备、结构和性质表征、理论化学计算所需的大型设备,如 JEOL JEM2100(HR)和 JEM2100F(UHR)高分辨透射电子显微镜、Rigaku Dmax 2400 X-射线衍射仪、Bruker D8 Advance X射线粉末衍射仪、Bruker D8 Discover组合化学用多晶X射线衍射仪、Nonius Kappa CCD X-射线单晶衍射系统、扫描探针显微镜、SQUID磁测量系统 (MPMS XL-5)、Maglab 2000多功能磁测量系统、LP-920激光闪光光解光谱仪、JY LabRAM HR 800微区拉曼光谱仪、JY LabRAM Arimis显微共焦拉曼光谱及成像系统、F-4500 荧光光谱仪、Nikon A1Rsi激光共焦荧光显微镜系统、LA-920激光散射粒度分析仪、无水无氧操作系统、高真空三室联用真空镀膜系统、并行计算机群和多台SGI O2工作站等。

  通讯地址:北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室

  邮编:100871

  电话:+86-10-62751016

  传真:+86-10-62751016

  E-mail: relab@pku.edu.cn

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