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针对部分单分散无机纳米颗粒合成条件苛刻或制备方法受限的问题，建立了基于密度梯度离心的“纳米分离”新方法：（1）发展并完善了密度梯度离心方法。将原先用于生物领域大分子分离的密度梯度离心分离方法迁移到纳米颗粒体系中，并证实可作为一种高效的分离胶体纳米材料的方法，可根据化学性质，结构，尺寸和形貌等差异实现分离。并突破水相分离体系的限制，提出了挥发性有机物混配和“有机溶剂+高聚物”的组合策略，建立了分别适用于水相和有机相的通用的无机纳米颗粒分离新方法。并建立了典型胶体颗粒体系的分离模型。 （2）发展了精准合成与有效分离结合的方法。结合“密度梯度离心分离法”作为单分散颗粒合成优化的辅助和拓展，发展了操作简便、普适性强的单分散纳米颗粒制备方法。通过该方法获得了一系列难以合成的单分散纳米颗粒（如超短碳纳米管、单分散石墨烯等），发现了结构均一性导致的功能特异性，证实了有限长度碳纳米管能带展宽效应等理论预测，并以纳米分离为指引，发展了CdS等纳米结构定向可控合成方法。 （3）通过构建“管中实验室”，实现了纳米颗粒合成机理、原位反应与组装过程的监测与分析。实现了纳米颗粒的可控分离、高效纯化与超浓缩。促进了纳米结构液相合成方法学与组装方法学的进步；在此基础上，以分离辅助合成、组装，在合成中实现有序纳米阵列结构的构筑，为未来纳米材料的器件化应用提供了新的制备工艺。

北京化工大学针对金属、半导体、氧化物和碳材料等单分散纳米颗粒开展纳米结构精准调控合成方法，并实现其有序组装。针对部分单分散无机纳米颗粒合成条件苛刻或制备方法受限的问题，建立了基于密度梯度离心的“纳米分离”新方法，使得纳米颗粒纯化效率和分离精度大大提高。重点解决了纳米颗粒团聚、在密度梯度液中稳定化和密度梯度与胶体密度匹配三类关键技术难题。将原先用于生物领域大分子的分离的密度梯度离心分离方法，突破性的系统的研究了密度梯度离心分离方法在纳米材料方面的应用，在该领域建立了国际影响力。完善了具有广泛普适性，多功能的高效纳米材料分离分析方法，填补了该领域的空白。

单分散纳米粒子及其组装体具有独特的光、电、磁、催化等物理、化学特性，在非线性光学、磁存储、催化、传感、国防等领域具有极为广阔的应用前景。例如，在军事应用上，火炸药就是各种粉体的复配，鱼雷和火箭都需要金属纳米粉体作为推进剂；开发能够快速、灵敏、便捷检测爆炸物的方法需要便于裸眼观察到的荧光颗粒；红外探测器的开发也需要高质量碲镉汞、锑化铟粉体；隐形战机的也需要由相关的吸波材料粉体涂层实现。因此，实现功能材料的纳米化，尤其是获得良好的单分散性，无论是对于军事国防，还是民用生活，都具有极其重大的意义。

北京化工大学纳米化学研究团队（即孙晓明教授课题组），成立于2008年，该团队隶属于化工资源有效利用国家重点实验室。该团队由国家杰出青年科学基金获得者领衔，现有教授5人、副教授4人，博士研究生及硕士研究生约60余人。经过多年的发展，从理论研究到工程应用，本课题组形成了优势互补、功能相对完整的科研队伍，已成为可从事纳米结构合成、分离、组装和性能研究的基地。主要成员还包括邝允教授和罗亮副教授。

本课题组以结构可控单分散纳米催化剂及其有序组装体的获得作为目标，以功能和应用导向，以化学控制合成和密度梯度离心分离为手段，采取“合成与分离相结合，用分离指引合成”的方式，发展了单分散纳米催化剂的液相合成方法学和分离分析手段，提高了无机纳米颗粒极其组装体的催化性能。

课题组广泛开展国内、国际合作，在国内层面，主要与清华大学、武汉大学、中国科学与技术大学等开展了广泛的科研合作，共同推动相关领域发展；并与材料电化学过程与技术北京市实验室、环境有害化学物质分析北京市重点实验室等保持密切合作与交流。在国际层面，与美国斯坦福大学、美国耶鲁大学建有长期合作伙伴关系，每年派遣学生和老师进行交流访问。

该项目获得8项国家发明专利，1项国际PCT发明专利。发表SCI论文50余篇。主要技术已在柔性透明电极，凹土提纯等领域应用，产品打入日本、美国等国家。对于矿山、微电子等领域具有重要的实际意义和巨大的经济效益潜力。

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