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    • 所况简介
        中国科学院化学研究所成立于1956年,是以基础研究为主,有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究,并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所,是具有重要国际影响、高水平的化学研究机构。化学所的主要学科方向为高分子科学、物理化学、有机化学、分析化学、无机化学。多年来,化学所面向世界科技前沿,取得一批有重要影响的基础研究成果,原始创新能力不断提升;面向国家战略需求,取得多项关键核心技术突破,高技术创新与集成不断加强;面向国民经济主战场,形成一批自主知识产权,延伸创新价值链,技术示范和产业化不断推进。
      现任领导
      • 王树

        所长

      • 范青华

        党委书记、副所长

      • 冯国星

        纪委书记

      • 郑企雨

        副所长

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        所务委员

      • 周恒

        所务委员

      所长致辞
        中国科学院化学研究所是以基础研究为主,有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究,并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所。60多年以来,几代化学所人不懈努力,顽强拼搏,勇攀高峰,形成了创新、求是、团结、奉献的优秀文化,为我国科技事业、国民经济和国家重大需求做出了重要贡献。中国科学院知识创新工程以来,化学所以建设国际一流的化学研究机构为目标,不断凝练科技目标,调整和完善了科研组织结构;坚持“引进与培养并重”,形成了一支结构合理、素质精良的科技创新队伍;瞄准科学前沿,注重原始创新和学科交叉,取得了一批有重要影响的基础研究成果
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    骆智训课题组在碳化钛团簇超原子材料研究方面取得新进展

    发布时间:2024-03-25【字体: 大  中  小 】【打印】 【关闭】

    过渡金属碳化物材料,如碳化钛,已广泛应用于储能、催化反应、极端耐磨性特殊涂层和陶瓷材料等领域。目前已发现的稳定碳化钛物种主要包括三类:立方相TiC固体,二维TixCy Mxenes以及 Ti8C12金属碳烯(Met-Cars)团簇。然而,是否存在其它化学形式的碳化钛新材料,如何精准调控其几何和电子结构并优化其构效关系,具有重要的科学意义和应用价值。

    在国家自然科学基金委、中国科学院和北京市自然科学基金委的支持下,化学研究所分子动态与稳态结构实验室骆智训研究员课题组在自主研制的团簇科学仪器装置上,围绕金属团簇的精准制备及其气相反应研究,发现了一系列具有特殊稳定性和独特性质的狭义与广义超原子团簇新物种(Acc. Chem. Res. 2014,47,2931–2940;Coord. Chem. Rev. 2024,500,215505;J. Phys. Chem. Lett. 2024,15,1856–1865)。近期,该课题组首次制备了高分辨的纯金属中性Tin(n=1-35)团簇,并观测了其与C2H2的反应,发现Ti8C12,Ti17C2以及Ti19C10具有突出的化学惰性(图1)。其中,两个新的碳化钛团簇Ti17C2和Ti19C10,它们比Ti8C12金属碳烯(Met-Cars)具有更显著的质量丰度。基于USPEX的全局结构搜索发现这两个团簇分别具有灯笼状D4d对称结构和棒状D5h结构,包含规则Ti4C单元并展现出显著的超原子特征。进一步的结构和成键分析表明它们具有独特的局域芳香性和全局反芳香性特征,这类新型的碳掺杂超原子钛团簇具有良好的储氢性能,为设计开发碳化钛新材料提供了原子精准的策略。

    该项工作对Met-Cars和超原子金属碳化物团簇稳定性的深入探究,不仅拓宽了对金属碳化物结构的认识,也丰富了亚纳米尺度过渡金属电子构型和化学键合作用的基础理论。相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.期刊上(论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c01068)。论文第一作者是助理研究员崔超男,通讯作者是南京大学马晶教授和化学所骆智训研究员。

    图1 (a)基于自主研制仪器(DUV-IR-TOFMS-VMI)制备的中性Tin(n=1-35)团簇及其与乙炔反应的质谱。(b/c)Ti17C2和Ti19C10团簇的NPA电荷分析。(d)基于AdNDP分析体现局域芳香性的多中心键组成。(e)Ti17C2吸附28个H2分子的电荷密度差分图


    分子动态与稳态结构实验室

    2024年3月25日  


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