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2015年度辽宁省自然科学奖三等奖——分子反应的调控机理研究
2020-07-18 15:49  

本项目属于物理化学领域,与环境能源领域密切相关。分子反应动力学是一门在分子水平上研究化学反应机理的前沿学科。通过研究基元反应和基元化学物理过程的机理,了解化学反应的本质,进而控制化学反应的进程。

本项目围绕调控分子反应的激发态动力学过程开展研究,建立了表面等离激元波导远程催化分子反应新技术,提出了构造高精度势能面的新方法,揭示了外电场调控光诱导的分子电子转移反应的新机制。主要发现点为:

1. 以提高光诱导激子解离效率为目标,发展了外电场下光诱导激发态电子转移非绝热动力学理论模型;从外电场调节π电子云极化分布、电子相干性和电子态能级结构等角度,分析了电子耦合、反应自由能和重整能对外电场的依赖关系;揭示了外电场调控激发态电子转移反应的物理机制。

2. 以调控大气污染物分子反应为目标,提出了利用开关函数的方法构造高精度势能面的方法,利用此构造方法建立了氮氢体系分子高精度的势能面,通过研究反应体系的量子动力学和立体动力学过程,检验、完善了新的理论模型,丰富和发展势能面构造方法。在原子水平和量子态层次上深入认识和揭示了分子反应及其逆反应的性质和微观反应机理。

3. 以表面等离激元诱导分子反应为目标,探索表面等离激元共振诱导表面催化反应的调控规律,获得了表面等离激元诱导分子反应的直接实验证据,利用表面等离激元波导的物理机制,实现了远程表面等离激元波导诱导的分子拉曼光谱增强;根据密度函数理论计算方法,开发了分子和金属体系之间的电荷转移Fortran程序,并且应用到可视化表面等离激元增强拉曼光谱的电荷转移增强机制研究。

本项目发表SCI收录论文30余篇,合作出版英文著作2部;8篇代表性论文SCI他引118次,包括被刊载在Chem. Rev.Angew. Chem. Int. Ed.J. Phys. Chem. Lett.,等的论文正面引用评述。英国皇家化学会和德国Wiley杂志社邀请撰写综述文章。在国内外重要会议做邀请报告20余次。研究成果引发了国内外对该领域的研究兴趣,促进了物理化学等学科的发展,彰显出重要的国际影响力,并产生积极的社会效应。

 

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