稀土催化材料
(a) 精细化工催化

采用传统化学和物理方法,结合激光溅射沉积、化学蒸气沉积、Solgel、超声波技术、超临界技术和喷雾干燥辅助表面活性剂自组装等新途径和新方法,制备一系列新型高效的稀土催化剂,特别是研制和开发具有纳米介孔结构负载型稀土催化剂以及具有骨架型结构的负载型稀土-过渡金属-类金属非晶态合金催化剂,将其应用于重要的精细有机化工单元反应,解决传统多相催化剂存在的低选择性和高污染问题及均相催化合成中的分离问题,开发对环境友好的生产新工艺,实现化工生产中的绿色化学和原子经济性。主要研究由再生资源催化合成在医药、农药、香料等行业有广泛用途的天然芳香酸和醛的新工艺以及对人体具有保健和治疗作用的丙酮酸衍生物等。所研究的反应包括:(i) ab-不饱和醛选择性加氢制备ab-不饱和醇、腈类选择性加氢制备伯胺和叔胺、糖类加氢制备糖醇、硝基苯及其衍生物选择性加氢制备苯胺类药物和染料中间体等;(ii) 以水为反应介质的Ullmann偶合反应、烯丙基醇的异构化反应、卤代芳烃与醛的缩合反应等,挑战传统有机,为实现清洁有机合成开辟新途径,同时在分子水平深入探索催化剂活性中心的本质以及几何效应和电子效应的影响,阐述稀土金属的催化本质或其在催化剂中的修饰作用,进一步研究多组元的协同效应。力争在短时间内不但要发表高水平的研究论文,且完成几项具有广泛应用价值并有望对国民经济产生积极作用的应用成果。

(b) 催化聚合

采用原位合成、表面锚定和嫁接等技术,在稀土金属配合物中引入新型配体合成高效稀土催化剂,开拓其在合成功能高分子材料中的新用途。着重研究:(i) 稀土配合物催化合成具有纳米线(管)状结构的磺化/全磺化聚苯胺,探索其在电化学传感器中的应用;(ii) 稀土配合物催化合成由聚苯乙烯硬段和氢化的聚丁二烯烃软段构成嵌段共聚物 (SEBS),通过SEBSPEPP等热塑性塑料共混,改善苯乙烯类热塑性弹性体的性能,拓宽其应用;(iii) 稀土配合物催化无机高分子材料包括半导体、光电材料、铁电材料等。在此基础上,探索催化聚合反应中的构效关系以及协同作用,探索稀土掺杂或修饰对高分子材料的改性,如合成稀土高分子光导材料、光敏化材料、导电材料和磁性材料,促进催化聚合科学的发展并创造出更多新型高分子功能材料。

 (c) 稀土有机金属催化

合成一系列单核和双核稀土有机金属催化剂,并应用于催化氧化、水解、聚合、异构化和重排等反应,扩大稀土金属模拟酶的应用范围,主要研究:(i) 稀土配合物定位切断DNARNA(ii) 均相稀土催化剂固载化及应用于清洁有机合成;(iii) 稀土-膦化合物配合物应用于手性催化等。探索稀土有机金属催化剂的固定化技术,实现均相催化剂的固定化。探索稀土金属离子与配体、配体与配体之间的协同作用及对催化性能的影响;探索稀土有机金属固载化对活性位的化学环境的影响,提高催化活性和套用次数,争取在理论研究和应用开发两方面均有所突破。