基于聚酰亚胺重复单元获得了分子访问系统(MACCS)指纹图谱和9种量子化学密度泛函理论(DFT)描述符， 构建了MACCS， DFT和两者集成的3类预测模型. 通过比较分析随机森林(RF)、 支持向量回归(SVR)、 极致梯度提升(XGB)和梯度提升回归(GBR)等4种机器学习算法共12个机器学习模型来预测聚酰亚胺的玻璃化转变温度， 并提取关键特征信息. 结果表明， 最优的玻璃化转变温度预测模型是XGB集成模型， 其训练集和测试集的决定系数(R²)分别为0.956和0.811， 测试集的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为25.41和20.20. 此外， 集成MACCS指纹和DFT的模型均比单一模型的效果好. 建立的集成模型框架可为聚酰亚胺材料及聚合物材料结构的设计提供参考.

金属有机框架（MOFs）材料由于具有酸性和表面结构可调控的特点被广泛应用于多相催化反应. 本文设计并合成出一种含金属Co的梭形双金属MOF材料(ZnCo-MOFs)， 其可直接用于常规水热反应促进双烯烃空气环氧化反应， 解决了双烯烃使用常规水热法反应困难的问题. 利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了该材料. ZnCo-MOFs能够在无还原剂和引发剂的情况下催化双烯烃空气环氧化反应， 相比单烯烃其效率明显提升. 以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为反应溶剂， 仅90 ℃水浴搅拌条件下反应5 h， 双烯烃环辛烯和苯乙烯的转化率分别达97.0%和98.8%， 环氧选择性分别为98.4%和92.7%. 该催化剂在多次循环使用后依然没有失活， 具有良好的循环稳定性.

设计并合成了一种新型氟离子敏感的羧基保护基——2-苯基-2-三乙基硅乙醇(PTESE)作为疏水性标签，结合连续流动化学技术， 在微反应器中实现了高效绿色的多肽药物合成. 该策略采用绿色溶剂乙酸乙酯替代传统固相合成中使用的环境不友好溶剂N,N-二甲基甲酰胺， 避免了潜在的生殖毒性风险. 实验中使用Cbz保护的氨基酸进行偶联反应， 并通过连续流钯碳填充柱加氢实现快速、 清洁的脱保护, 有效规避了Fmoc脱保护中对受控试剂哌啶的依赖. 基于该方法快速高效地合成了高纯度的胸腺五肽(粗品纯度>98%), 与传统固相合成方法相比, 过程质量强度(PMI)大幅度降低. 同时, 正交保护基团PTESE可通过氟离子试剂有效脱除, 为全保护肽链的合成提供一种新策略, 并在绿色可持续多肽合成领域具有巨大的应用潜力.

两亲分子自组装是创造新材料的重要方法, 此前的研究主要聚焦于室温及以上温度, 对零下低温环境中的自组装研究较少. 本文研究了非离子表面活性剂油酰二乙醇胺在丙三醇/水混合溶剂中的溶解性、 体系冰点、 组装行为及流变性能, 考察了溶剂组成、 油酰二乙醇胺含量及温度对组装行为和流变性能的影响. 研究发现, 油酰二乙醇胺可在丙三醇/水混合溶剂中组装形成层状胶束及层状液晶, 这些组装体的形成可显著提升体系的黏度和弹性性能. 混合溶剂中丙三醇含量越高, 越不利于层状液晶的形成. 油酰二乙醇胺含量越高, 越有利于层状液晶的形成. 当6.0%(质量分数)油酰二乙醇胺溶于丙三醇/水(体积比50∶50)混合溶剂中时, 体系的冰点可降低至‒33.4 ℃. 温度降低会促进组装、 增强体系黏度和弹性性能. 对于相同体系, 温度越低, 越容易形成层状液晶.

为解决传统非极化力场无法准确描述三体及更高阶多体作用的问题， 并精确模拟液态水环境下蛋白质的结构和功能， 提出了一种可以快速准确计算多肽-水体系中的多体极化作用强度的新方法. 该方法将多肽分子中的N—H和C=O极性化学键及水分子的O—H键视为键偶极， 周围环境对化学键的极化作用使得该化学键上产生了诱导键偶极， 使用键偶极之间的相互作用来描述体系中的多体极化作用. 通过拟合模型体系中三体作用能随分子间距离变化的势能曲线确定所需参数. 将该方法应用于多肽-水体系中的三体作用强度计算， 并与高精度的MP2方法和AMOEBABIO18可极化力场方法进行了系统比较. 结果表明， 本文方法计算的6个多肽水团簇(共包含92290个三体作用)的总三体作用强度与MP2方法的计算结果具有极高的线性相关性(线性相关系数为0.9965， 均方根误差为7.29 kJ/mol)， 准确度略优于AMOEBABIO18可极化力场 方法 (其与MP2方法的线性相关系数为0.9950， 均方根误差为10.74 kJ/mol). 此外， 本文方法的计算效率与 AMOEBABIO18可极化力场方法相比也有显著提高， 在涉及超过20000次三体相互作用的模拟中， 计算时间缩短了约50%. 本文提出的高效方法为大规模蛋白质-水体系的多体作用模拟提供了新思路， 在相关领域中具有重要应用潜力.

表面增强拉曼光谱(SERS)因其灵敏度高、 特异性强和可无损原位检测等优点, 已发展成为一种功能强大的分析技术, 但通常混合体系的SERS快速检测仍然存在巨大的技术挑战. 本文采用液-液两相界面自组装法制备了大面积和高均匀性的Au@SiO₂ 单层膜SERS基底, 结合薄层色谱(TLC), 构建了新型TLC-SERS联用技术, 将TLC的快速分离和SERS的高灵敏检测有机结合, 克服了混合体系检测中分离叠加光谱和出现假阴性结果的困难. 系统研究了内置Au@SiO₂单层膜SERS基底的稳定性和均匀性, 解决了以往TLC-SERS联用技术中分离斑点二次扩散和硅胶背景干扰等问题. 通过新型TLC-SERS联用技术, 实现了模型反应苯硼酸和3-溴吡啶的Suzuki偶联反应过程的监测, 以及分离鉴定无标准样品的未知烯烃加成反应产物. 结果表明, 通过SERS对TLC分离后的斑点所含物质进行结构分析, 对分离后出现斑点重叠而难以区分的样品进行成像技术分析, 获得相对应物种的信息. 该新型联用技术可为解决众多难以分离鉴定的有机化学反应混合产物的难题提供新思路.

混合基质膜(MMMs)通过将聚合物的优点与有机/无机填料相结合来提高吸附和分离性能. 共轭微孔聚合物(CMPs)具有层次化的多孔结构和丰富的杂原子吸附位点, 能够在复杂的环境中实现高效、 稳定的气体吸附和分离. 本文构建了碳纳米管(CNTs)网络支撑CMPs膜, 该膜以具有三维网络结构的CNTs为柔性基底, 以具有分级多孔结构和丰富杂原子吸附位点的CMPs为吸附活性层, 旨在解决制备过程中多孔聚合物自成膜难的问题. 所制备的CMP-CNTs膜保留了CNTs的三维网络结构和CMPs的分级多孔结构, 在高效吸附颗粒物(PM)和分离二氧化碳/氮气(CO₂/N₂)的同时显著降低了渗透阻力. 在酸碱环境中, CMP-CNTs对PM_3.0的拦截效率超 过99.9%. 孔隙性质测试结果表明, CMP-CNTs具有与气体分子动力学直径相似的尺寸特征和由氮和氧杂原子引起的极性诱导环境, 因此具有优异的CO₂/N₂分离能力. CMP-CNTs对CO₂/N₂混合组分的选择性高达119 [273 K, 1.0 bar(1 bar = 0.1 MPa)]. 本文将CMPs同轴共价接枝在CNTs表面形成核壳结构的混合基质膜, 这种将多孔聚合物和柔性基底优势互补的加工方法表现出设计灵活性和工艺普适性.

分子筛是一种具有规则孔道结构的无机微孔晶体材料, 广泛应用于工业吸附分离和催化过程. 本文从已知的260余种分子筛拓扑结构中选取了14种能够以纯硅、 硅铝和磷酸铝形式合成的拓扑结构, 通过高通量计算方法探究了有机结构导向剂(OSDA)对这些不同元素组成的分子筛骨架的结构导向作用. 研究结果表明, 不同的OSDA对元素组成结构的导向作用有显著差异, 某些OSDA倾向于导向纯硅或硅铝结构, 而另一些则更倾向于导向纯磷酸铝结构. 本文所得结果不仅有助于加深对OSDA在分子筛合成中作用机制的理解, 还可为设计和合成具有特定元素组成的分子筛提供理论依据.

采用密度泛函理论研究了B， N共掺杂富勒烯C₇₀[C₆₈B(n)N(m)， n， m=1~5， 分别代表B和N取代的C位点]的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)性能. 结果表明， C₆₈B(n)N(m)在热力学上是稳定的， 且其ΔG_*OOH和ΔG_*O与ΔG_*OH均呈良好的线性关系. 其中， C₆₈B(4)N(2)与C₆₈B(5)N(2)催化剂的ORR过电位为0.45 V， 与商业Pt催化剂相当； C₆₈B(4)N(1)的OER过电位最低（0.38 V）， 优于传统RuO₂催化剂(0.42 V)， C₆₈B(1)N(3)也表现出与RuO₂相当的OER活性. 通过精确调控B， N共掺杂位置， 可显著降低ORR与OER过电位， 提升C₇₀的催化性能. 根据活性趋势图， C₆₈B(n)N(m)的最佳ORR和OER活性分别出现在ΔG_*O-ΔG_*OH=0.92 eV和ΔG_*O-ΔG_*OH=1.42 eV处. 研究结果为设计和发现新的非金属碳基电催化剂提供了线索.

采用简单的溶剂热法合成了一系列具有N空位的g-C₃N₅/CdS/Ti₃C₂复合光催化剂. 通过缺陷工程和异质结的协同作用, 所设计的最佳比例g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂复合材料的光催化性能分别是g-C₃N _x 和CdS的2.7和2.4倍. 由于光吸收率的提高和界面电荷迁移的改善, 在可见光照射下, 10 min内g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂对流动反应器内的NO去除率达到60.21%, NO₂的生成率仅为2.08%. 通过电子顺磁共振(EPR)和捕获实验分析了活性物种并推断出光生载流子的迁移途径. 此外, 通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in-situ DRIFTS)进一步揭示了g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂体系光催化去除NO的机理. 研究结果为利用空位工程和异质结构的协同作用有效去除NO提供了新的思路和实验依据.

以三聚氰胺为前驱体， 通过热缩聚法制备了块体石墨相氮化碳g-C₃N₄（BCN）， 并利用不同浓度的H₃PO₄对BCN进行水热处理， 制备了质子化改性的g-C₃N₄（PBCN _x ）， 再经二甲基亚砜（DMSO）溶剂纯化， 得到相应的PBCN _x -D样品. 通过X射线衍射（XRD）、 傅里叶变换红外光谱（FTIR）、 透射电子显微镜（TEM）、 X射线光电子能谱（XPS）、 元素分析（EA）和N₂气吸附-脱附测试（BET）对样品进行了表征. 结果表明， PBCN _x -D不仅保留了g-C₃N₄的原始结构， 而且具有松散的薄层结构、 更大的比表面积及更多的氨基缺陷， 这些特性提高了其光催化活性. 瞬态光电流（TPC）、 电化学阻抗（EIS）、 光致发光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析结果表明， PBCN_x-D的光生电子-空穴对复合率明显降低. BCN在质子化过程中形成了光响应较差的蜜勒胺分子， 经DMSO溶剂纯化后， PBCN _x -D的光电化学性能得到进一步提升. 在光催化产H₂O₂实验中， PBCN₁₀-D表现出最佳的光催化活性， 光照5 h， H₂O₂产率为0.502 mmol/L， 为初始BCN的7.17倍.

利用DNA重组技术在柞蚕蛹中表达重组人促红细胞生成素(Recombinant human erythropoietin， rhEPO)， 经过亲和层析纯化后， 用SDS-PAGE分离纯化各组分， 并通过电喷雾电离串联质谱技术(ESI-MS/MS)检测其糖基化修饰. 结果显示， 在柞蚕蛹中表达的rhEPO比活性约为1190 U/μg， 其糖基化修饰位点与人体表达的EPO一致， 有3个N-糖基化位点和1个O-糖基化位点. 凝集素杂交实验结合质谱结果表明， 柞蚕蛹表达的rhEPO的糖链中缺乏唾液酸修饰, 而缺少唾液酸修饰的EPO通过鼻腔给药后在多种神经系统疾病的治疗中发挥着重要的作用. 所得结果为进一步研究外源蛋白在柞蚕蛹-柞蚕核型多角体病毒(Anthraea pernyi nucleopolyhedrorirus, ApNPV)宿主载体表达系统表达后的糖基化与生物活性提供了依据.

采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti₃C₂-MXene/CuS复合材料, 再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上， 构筑了Ti₃C₂-MXene/CuS/PVDF复合光热膜, 并研究了其界面水蒸发性能. X射线衍 射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示, CuS纳米颗粒将Ti₃C₂-MXene包裹并填满片层间隙. 界面水蒸发性能测试结果表明, 在180 ℃反应9 h所得材料的性能最佳, 在1 kW/m²光照强度下, 其界面水蒸发速率和蒸发效率分别为1.92 kg·m^‒2·h^‒1和110.4%. 此外, 复合光热膜具有较好的海水脱盐效果及良好的循环稳定性. 紫外-可见漫反射光谱(DRS)与光热转换实验结果表明, Ti₃C₂-MXene与CuS的复合提高了其光吸收能力与光热转换效率, 二者的协同效应显著提升了材料的光热转换和界面水蒸发性能. 本工作可为低成本、 高性能光热转换材料的开发提供借鉴.

基于4-苯氧基喹啉类Type II型小分子c-Met激酶抑制剂的结构特点, 设计并合成了13个含缩氨基脲结构的4-苯氧基喹啉类化合物. 采用迁移率改变法(MTS)测试了目标化合物对c-Met激酶的抑制活性. 采用噻唑蓝(MTT)法测试了目标化合物对A549, PC-3, AGS和MKN45细胞的体外抗增殖活性. 体外抗肿瘤活性实验结果表明, 大部分化合物对c-Met激酶和4种肿瘤细胞株均具有较好的抑制活性. 其中化合物6f和6k 具有优秀的抑制c-Met激酶活性[c-Met的半数抑制浓度(IC₅₀)分别为14.50和15.68 nmol/L]. 化合物6f对A549, PC-3, AGS和MKN45细胞的IC₅₀值分别为0.93, 7.81, 12.88和2.58 μmol/L; 化合物6k对A549, PC-3, AGS和MKN45细胞的IC₅₀值分别为0.67, 6.60, 3.04和0.88 μmol/L. 抗肿瘤作用机制研究结果表明, 化合物6k可诱导MKN45和A549细胞发生细胞凋亡, 并能够抑制2种肿瘤细胞的迁移能力.

以柠檬酸、 聚乙烯亚胺和邻苯二胺为碳源, 通过水热法制备了发射蓝色和黄色荧光的碳点(CDs), 将 上述两种CDs通过自组装构筑成双发射探针(B/Y-CDs), 构建了用于水溶液中Ag⁺和Cu²⁺的可视化荧光传感器. 采用高分辨透射电子显微镜、 Zeta电位分析、 X射线衍射谱和红外光谱对B/Y-CDs进行了表征. 结果表明, B/Y-CDs的激发波长为350 nm, 发射波长为465和555 nm, 将Ag⁺引入体系后, 黄色荧光强度显著降低, 而蓝色荧光仅有少量减少; 将Cu²⁺引入体系后, 黄色荧光强度显著增加, 而蓝色荧光强度明显降低; 进一步考察了pH值、 时间和温度对传感器性能的影响. 在最佳实验条件下, B/Y-CDs检测Ag⁺的线性范围为0.05~250 μmol/L, 检出限为19.70 nmol/L; B/Y-CDs检测Cu²⁺的线性范围为0.02~200 μmol/L, 检出限为8.87 nmol/L. 所构建的传感器具有良好的选择性, 且可用于水环境中Ag⁺和Cu²⁺的检测, 样品回收率分别为93.7%~105.7% 和95.3%~106.6%. 此外, 结合智能手机上的颜色识别器app, 将构建的传感器整合到智能手机平台中以记录颜色变化, 实现了对水溶液中Ag⁺和Cu²⁺的快速、 灵敏的可视化定量检测.

在对NaCl和NH₄Cl型农药废盐的回收处理中, 常采用表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)胶束和乙醇对盐的结晶分离进行调控, 因此研究SDS在废盐体系中的胶束化行为对实现此过程的精准调控至关重要. 其中, SDS在废盐体系中的临界胶束浓度(CMC)是其胶束化行为的重要参数. 本文在293.15~323.15 K温度范围内, 采用表面张力法测定了SDS在NaCl-H₂O, NH₄Cl-H₂O, NaCl-C₂H₅OH-H₂O和NH₄Cl-C₂H₅OH-H₂O 4种体系中的CMC, 研究了温度、 盐溶液浓度和乙醇的含量对SDS胶束行为的影响. 结果表明, 不添加乙醇时, 在两种盐溶液中SDS的CMC值均随温度的升高而增大, 而同一温度下SDS的CMC值随盐浓度的升高而减小; 添加乙醇后, SDS在NH₄Cl溶液中的CMC值明显增大, 而在NaCl溶液中呈先减小后增大的趋势. 通过质量作用模型计算了SDS胶束化行为标准摩尔吉布斯自由能变(\mathrm{\Delta }{G}_{\mathrm{m}}^{\sout{\mathrm{0}}})、 标准摩尔焓变(\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{m}}^{\sout{\mathrm{0}}})和标准摩尔熵变(\mathrm{\Delta }{S}_{\mathrm{m}}^{\sout{\mathrm{0}}}) 3个标准热力学参数. 由计算结果可知, SDS的胶束化行为均是自发进行且为放热过程. 在NaCl-C₂H₅OH-H₂O体系中, 乙醇的添加先促进后抑制SDS胶束的形成; 而在NH₄Cl-C₂H₅OH-H₂O体系中, 乙醇的添加始终抑制SDS胶束的形成.

空气中细微颗粒物(PMs)和病毒能攻击人体呼吸系统， 导致呼吸功能受损. 尽管生物基可降解聚乳酸(PLA)纳米纤维膜在空气净化领域有显著前景， 但现有制备方法难以有效同时调控纤维微观结构、 膜形态和驻极体性能. 本文提出有机-无机纳米杂化复合协同提升策略， 采用静电纺丝PLA@TiO₂和电喷雾咪唑酸分子筛框架-8（ZIF-8）纳米电介质相结合的技术路线制备了PLA@TiO₂/ZIF-8(PLA@T/Z)纳米纤维膜， 大幅提升了PLA纳米纤维膜的电活性和表面活性， 其介电常数和表面电位分别可达3.47和8.5 kV. 在10 N和1 Hz接触-分离循环测试中， PLA@T/Z输出电压高达17.9 V， 而在仿人呼吸条件下输出电流为32.1 nA. 得益于优异的驻极特性和电荷再生能力， PLA@T/Z展现了超高的PM_0.3过滤性能， 在空气流速为85 L/min时能滤除90.4%的 PM_0.3， 而压降仅为175 Pa； 在相对环境湿度(RH)为90%时仍能滤除90.8%的PM_0.3(空气流速为32 L/min). 有机-无机纳米杂化复合体系结构的设计拓展了PLA纳米纤维膜在空气净化和自供能呼吸监测等领域的应用前景.

玉米醇溶蛋白(Zein)在抗癌药物递送系统(DDS)中表现出巨大的潜力, 但传统zein基DDS存在功能单一、 粒径不均一、 重现性差和抗癌效果差等缺陷. 本文以槲皮素(化学药物)-TCPP(光敏剂)为模型药(QT), 基于微流控技术调控载体与模型药物的共组装, 精准构建了HA-zein@QT纳米药物递送系统, 达到协同增效抗肿瘤的目的. 采用透明质酸(HA)功能化α-zein, 以提高载体的生物相容性、 稳定性和细胞摄取能力. 采用计算机仿真筛选出混合效率为99.54%的高效混合芯片, 通过该芯片制备的HA-zein@QT平均粒径为(50.6±1.7) nm, PDI为0.196. 稳定性实验表明, HA-zein@QT与去离子水、 PBS缓冲溶液和1640培养基共孵育后, 表现出较高的稳定性. 活性氧和·OH检测结果表明, HA-zein@QT暴露于近红外光可促进¹O₂和·OH生成. 生物相容性实验表明, 所制备DDS与血红细胞孵育后的溶血率仅为3.75%, 且与非肿瘤细胞共孵育后细胞存活率均大于84.57%, 证明其具有较高的生物相容性. 通过肿瘤细胞毒性研究发现, A549, HCT116和HCT8细胞的存活率分别为28.2%, 20.2%和24.6%, 表明HA-zein@QT对肿瘤细胞具有较高的抑制能力. 本文通过微流控精准构建zein基DDS, 为抗肿瘤药物的递送提供了一种高效、 低毒的新策略.

利用化学气相沉积（CVD）方法制备了具有不同表面粗糙度的Cu-THQ（THQ=四羟基-1，4-苯醌-水合物）薄膜， 并研究了Cu-THQ薄膜的表面粗糙度、 分子π-π堆积程度与载流子迁移率之间的内在联系， 探索了CVD生长过程中温度对Cu-THQ薄膜载流子迁移率的调控机理. 结果表明， 热源附近的Cu-THQ-3薄膜中金属离子存在大量不饱和配位， 导致层间电荷斥力减弱， 形成更紧密的π-π堆积， 薄膜表现出更高的表面粗糙度和载流子迁移率， 此时， 霍尔效应迁移率达到4.10 cm²∙V^-1∙s^-1.

在酸性环境中， 最有效的析氢反应（HER）催化剂仍然是铂族金属及其合金. 通常， Pt基催化剂载体上活性组分颗粒的大小和分布是影响催化剂活性、 选择性和稳定性的重要因素. 本文通过纳秒脉冲激光辐照法将具有均匀尺寸分布的高度分散的Pt纳米颗粒负载到多壁碳纳米管（MWCNT）上， 并应用于HER. 激光辐照MWCNT产生的等离子体可以有效地将H₂PtCl₆还原为金属Pt原子， 然后在MWCNT的侧壁上生成直径为 2~3 nm的高度分散的Pt纳米颗粒. 在激光辐照过程中产生的缺陷会造成部分Pt纳米颗粒嵌入MWCNT壁. 与物理混合MWCNT/Pt催化剂相比， L-Pt/MWCNT中Pt（0）和MWCNT之间的电子相互作用促进了反应动力学过程. L-Pt/MWCNT催化剂表现出对HER的高活性和良好稳定性， 在电流密度为10 mA/cm²时， 过电位为 39 mV， 其塔菲尔斜率为15 mV/dec.

采用光催化法合成了氧化石墨烯(GO)和Au纳米粒子的复合材料. 研究发现, 金纳米粒子的尺寸可以通过光照时间进行调控, 当光照小于20 min时, GO和Au纳米粒子复合材料的吸收光谱没有明显的吸收峰, 说明金纳米团簇(GO@Au NCs)生成; 随着光照时间增加, 在540 nm处出现吸收峰, 说明金纳米粒子的尺寸增大, 金纳米颗粒(GO@Au NPs)生成. GO的光生电子被用于还原Au³⁺生成Au 纳米粒子, 因此GO中的大量氧化官能团得以保留, 使得GO@Au NCs和GO@Au NPs均具有极好的亲水性. 金纳米粒子的抗菌性能与尺寸密切相关, GO@Au NCs展现出了良好的抗菌性能, 对金黄色葡萄球菌的抗菌率高达99%. GO@Au NPs无明显抗菌效果, 这是由于GO@Au NCs的高比表面积和高缺欠态有利于活性氧的生成.

丙烷作为天然气、 页岩气等的重要组成成分, 其高效催化转化不仅具有重要的理论研究意义, 而且具有广阔的应用前景.丙烷直接脱氢制丙烯已成为目前增产丙烯的重要手段之一, 提高Pt基催化剂的稳定性、 降低贵金属Pt的用量是该反应的关键点. 本文设计和制备了不同过渡金属Mn掺杂量的Silicalite-1(S-1)分子 筛(xMn-S-1)载体, 并负载活性组分Pt制备了一系列Pt/xMn-S-1催化剂. 利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 拉曼光谱仪(Raman)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)等手段对催化剂进行了表征, 并对其进行了丙烷脱氢性能评价. 结果表明, 乙二胺四乙酸二钠(EDTA)配位后的Mn物种进入S-1分子筛的骨架中形成Mn-O-Si物种, 该物种可以有效锚定Pt, 从而使Pt物种以高分散的形式存在. 通过活性评价结果可知, Pt/0.05Mn-S-1催化剂表现出最佳的丙烷催化脱氢性能, 其丙烷初始转化率为51.9%, 反应6 h后仍保持在36.7%. 这可能是由于适量Mn的掺杂使载体Mn-S-1与活性组分Pt之间产生了强相互作用所致, 从而提高了 Pt/0.05Mn-S-1的丙烷脱氢活性及稳定性.

采用DLPNO-CCSD(T)/CBS//B3LYP/6-311++G(d，p)量子化学方法计算了顺式-1，3-双甲基环己烷自由基低温二级加氧反应的反应物、 生成物和过渡态的分子结构、 振动频率和单点能， 构建了详细的反应势能面. 基于过渡态理论， 获得了主要基元反应的高压极限速率常数. 结果表明， 支链结构有利于过氧化氢过氧自由基（OOQOOH）的氢转移反应， 其中， 1，5-氢转移反应最占优势， 与其直接裂解生成酮基化合物（KHP）+OH路径形成竞争关系. 双过氧化氢自由基P(OOH)₂由OOQOOH经氢转移反应生成， 主要裂解路径为环醚反应， 其能垒因支链有增加趋势. 基于RRKM/主方程方法获得的依压力变化的速率常数结果表明， 压力对上述反应的速率常数影响较小.

通过Mg的添加， 设计制备了3种A原子过计量的AB₂型Zr_0.85Ti_0.15Mg _x Ni_1.20Mn_0.56V_0.12Fe_0.12(x=0.20， 0.25， 0.30)高熵合金， 探究了Mg添加量及其原子占位对储氢性能的影响. 结果表明， 所有合金均为C15 Laves单相结构， 当x从0.20增至0.30时， 合金的储氢量由0.35%（质量分数）显著提升至1.03%； 合金具有优良的热力学性能， 其中， Mg_0.30合金的放氢焓变（ΔH_d）仅为28.93 kJ/mol； Mg_0.30合金的放电容量为167.0 mA·h/g， 30次充放电循环后容量保持率为80.9%， 展现了较好的电化学储氢性能. Rietveld全谱拟合结果揭示， Mg原子既占据Laves相A原子的8a位置， 又占据B原子的16d位置； 随着x的增加， 8a位置的占位因子(g)保持恒定， 而16d位置的g增加. 这一结果不仅导致合金四面体间隙的增大， 还促进了对氢强亲和力的四面体间隙的形成， 从而显著提高了合金的储氢能力.

通过机器学习和分子动力学模拟方法发现了细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）潜在的抑制剂. 首先， 利用现有的大型活性数据库和机器学习算法， 建立了针对CDK2抑制剂的分类模型. 采用圆形指纹（ECFP6）的极端梯度提升树模型（XGBoost）筛选Enamine数据库， 并选出了1152个新型化合物. 通过分子对接和打分函数对这些潜在化合物在CDK2中的亲和力进行了排序， 并采用指纹聚类的方法将化合物分为4类. 分别从 4类中选择1种对接评分较高的化合物， 然后对4种化合物进行了类药性分析和分子动力学模拟. 类药性分析结果表明， 筛选出的4种潜在的CDK2抑制剂（Z1766368563， Z363564868， Z1891240670和Z2701273053）具有良好的成药性， 并在分子动力学模拟结果中具有较高的结合自由能. 这4种化合物可作为CDK2的先导化合物进行后续的改造和优化.

采用溶剂热法合成了一种新型带负电的钍-铁金属氧簇[Th₂Fe₁₀O₄(C₆H₅PO₃)₁₂(CH₃O)₈Cl₄]^6-(Th₂Fe₁₀)， 并表征了其晶体结构、 化学组成、 磁性质和催化性能. 单晶X射线衍射数据显示， Th₂Fe₁₀为一种新型十二核Th-Fe金属氧簇， Th(Ⅳ)和Fe(Ⅲ)离子的协同水解、 醇解和缩聚反应以及苯基膦酸根的钝化作用促进了该簇合物的形成. Th₂Fe₁₀不仅是第二例被报道的Th-Fe氧簇， 也是为数不多的锕系-过渡金属氧簇之一. 光性质和磁性质表征结果表明， Th₂Fe₁₀晶体具有显著的吸收可见光的特性， 且Fe(Ⅲ)离子间展现出强的反铁磁交换作用. 催化反应结果表明， Th₂Fe₁₀具有优良的催化苄胺偶联反应的性能， 实现了高达94%的转化率和96%的选择性， 且经过多次循环使用后， 仍保持良好的催化性能. 活性物种清除实验表明， 电子、 空穴、 ¹O₂和·OH在催化过程中具有重要作用， 并通过电化学测试和电子顺磁共振谱(EPR)进行了验证. 基于以上实验结果推测了催化反应机理.

基于同轴3D打印策略， 构筑了以HZSM-5分子筛（Z5)为外壳活性位点， 铈锰负载HZSM-5（CM/Z5)， Silicalite-1或ZrO₂为内核活性位点的核壳结构块体催化剂. 探究了载体种类对块体催化氯苯燃烧性能的影响机理， 解析了核壳结构在氯苯燃烧过程中的作用机制. 与HZSM-5和Silicalite-1载体相比， ZrO₂载体更有利于氧空位形成， 但HZSM-5载体的Brønsted酸位与铈锰组分的氧空位协同作用大幅提高了氯苯转化率和HCl选择性. HZSM-5外壳作为脱氯中心， 限制了氯组分在铈锰氧化物表面的沉积， 减缓了催化剂氯中毒， 提高了催化剂的稳定性. 以HZSM-5为内核载体构筑的CM/Z5@Z5块体因壳层脱氯、 内核中酸性位与氧空位协同脱氯-深度氧化的串级催化过程， 呈现出良好的催化活性、 稳定性及HCl和CO₂选择性， 其催化氯苯转化的T₅₀（转化率达50%时的反应温度）和T₉₀（转化率达90%时的反应温度）分别低至206和294 ℃.

从iBonD有机物键能数据库中手动收集1208个含C, H, O, N和S原子的有机分子, 并记录相应的化学键解离能实验值. 提出了化学键类型描述符、 杂原子描述符和支化度描述符, 并与此前提出的原子类型描述符结合, 从而更全面地描述目标化学键的周边环境. 采用随机森林建立键解离能的预测模型, 结果表明目标化学键周围的原子类型和化学键类型的描述符组合建模得到的预测结果最佳, 在没有量子化学辅助的情况下得到了较好的预测结果. 与已报道的预测结果进行比较发现, 本文结果优于文献中的相应结果. 此外, 还设计了一个应用域算法来初步判断预测结果的质量, 重新随机划分训练集和测试集来验证模型的稳定性, 与零模型比较来判断模型的可行性.

设计制备了金纳米棒-聚二甲基硅氧烷(AuNRs-PDMS)微柱结构, 利用微柱结构的地形特征作为机械线索进行细胞调控, 同时在微柱结构上组装AuNRs作为表面增强拉曼散射(SERS)基底, 用于被调控细胞的无标记SERS检测. 首先对比分析了利用溶剂蒸发法、 吸附转移法和压印转移法3种AuNRs组装及修饰方法获得的AuNRs-PDMS微柱结构的SERS增强性能和结构均一性. 通过比较不同测试点处4-巯基苯甲酸(4-MBA)的拉曼光谱信号变化发现, 由压印转移法获得的AuNRs-PDMS微柱结构具有较高的SERS增强性能, 同时也可保证基底的良好均一性, 相对标准偏差(RSD)为7.3%, 表明该结构可以作为细胞无标记SERS检测的基底. 以间充质干细胞(MSCs)作为调控与检测对象, 将其分别培养于由压印转移法获得的AuNRs-PDMS微柱结构以及AuNRs-PDMS平面结构上, 发现受到微柱调控作用的细胞呈现出沿地形特征生长的特点, 并且细胞形貌发生了改变. 同时, 对细胞的无标记SERS检测结果表明, 被调控细胞的脂质含量增多, 蛋白质含量和分子键的拉伸振动模式也发生了改变, 这暗示了被调控细胞的接触导向和形貌变化与其脂质和蛋白质含量变化相关, 进一步揭示了细胞-基底的相互作用关系.