“功能無機材料化學(xué)省部共建教育部重點實驗室”是黑龍江省化學(xué)學(xué)科以及黑龍江大學(xué)目前唯一一所教育部重點實驗室。其是在整合黑龍江大學(xué)無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)和材料學(xué)等學(xué)科優(yōu)勢資源和科研隊伍等的基礎(chǔ)上進一步組建而成的,并以化學(xué)一級學(xué)科博士學(xué)位授予點和化學(xué)一級學(xué)科博士后科研流動站等人才培養(yǎng)層次為依托,以研發(fā)新型功能無機材料為主要方向,以參與省部級、國家級重大科技創(chuàng)新需求為主要功能體現(xiàn),進而拉動黑龍江省振興東北老工業(yè)基地所確定的優(yōu)先發(fā)展先進功能材料產(chǎn)業(yè)這一優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,積極為地方經(jīng)濟建設(shè)和科技發(fā)展做出貢獻。

1 實驗室總體情況

功能無機材料化學(xué)省部共建教育部重點實驗室自2008年批準(zhǔn)建設(shè)以來,在硬件建設(shè)、人才隊伍建設(shè)和內(nèi)涵建設(shè)等方面獲得了長足的發(fā)展,取得了令人矚目的成績。

1.1 硬件條件

功能無機材料化學(xué)省部共建教育部重點實驗室所在化學(xué)實驗樓總面積4 500 m2,共有實驗室、儀器室等159間。代表性實驗室和工作間如下：

在黑龍江省教育廳和黑龍江大學(xué)的大力支持和共同投入下,目前實驗室共有儀器設(shè)備總價值達7 000萬元,單價20萬以上設(shè)備約90臺套。其中,X射線光電子能譜儀、核磁共振譜儀、高分辨場發(fā)射掃描電鏡、高分辨透射電鏡、X射線單晶衍射儀等儀器達到國際一流水平。近兩年的集中建設(shè),共完成儀器采購33臺套,價值近3 000萬元,初步構(gòu)建了由 “光電平臺、磁性平臺、電學(xué)平臺、傳感平臺、催化平臺、材料設(shè)計平臺、器件制備及表征平臺”等7部分組成的綜合大型儀器公共測試平臺,如多功能時間分辨光物理測試系統(tǒng)、磁性測試系統(tǒng)、電池組裝系統(tǒng)、傳感測試系統(tǒng)、催化測試系統(tǒng)、高性能科學(xué)計算服務(wù)器等,已經(jīng)基本涵蓋了功能無機材料化學(xué)領(lǐng)域研究所需的各項結(jié)構(gòu)和性能表征,從而使實驗室的整體硬件實力取得了一個飛躍,達到了國內(nèi)先進水平。歡迎國內(nèi)外廣大學(xué)者來本實驗室開展測試業(yè)務(wù)和開放課題合作研究。

1.2 研究隊伍

實驗室現(xiàn)有固定研究人員32名,全部具有博士學(xué)位和高級職稱,現(xiàn)有1人入選教育部長江學(xué)者特聘教授獎勵計劃、1人入選新世紀(jì)百千萬人才工程國家級人選,3人入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才資助計劃,3人被聘為 “龍江學(xué)者”獎勵計劃特聘教授,4人獲得黑龍江省杰出青年基金資助,5人獲得黑龍江省青年科技獎榮譽稱號,2個研究團隊入選黑龍江省高校創(chuàng)新團隊。其中,實驗室主任付宏剛教授是黑龍江省省屬院校和科研院所中唯一入選教育部長江學(xué)者特聘教授獎勵計劃,同時,實驗室也是黑龍江省省屬院校中唯一一所擁有兩個屬于同一學(xué)科高校創(chuàng)新團隊的研究機構(gòu)。

1.3 實驗室內(nèi)涵文化建設(shè)

實驗室管理的最終目的是為了服務(wù)科研活動、改善科研條件、激發(fā)科研熱情。因此實驗室管理必須符合科研人員科研需要,必須做到公開民主。為了加強重點實驗室日常工作管理決策的民主化、科學(xué)化和制度化,提高實驗室運行管理和重大事項決策的透明度、高效性和規(guī)范化,加強實驗室領(lǐng)導(dǎo)班子和研究人員之間的聯(lián)系,充分發(fā)揮研究人員的作用,實驗室設(shè)立了由博士生導(dǎo)師和各研究方向的主要教授組成的實驗室日常工作管理委員會。委員會負(fù)責(zé)實驗室規(guī)章制度的制定、修改和完善,監(jiān)督各項制度的實施,定期召開全體會議,討論決定實驗室建設(shè)和發(fā)展中的具體問題。

實驗室所設(shè)立的管理體制以教育部重點實驗室管理制度為依據(jù),堅持科學(xué)化管理,在建立健全各項規(guī)章制度的同時,突出自身特點,深化制度創(chuàng)新。經(jīng)過全員討論和日常管理委員會審議,按照突出重點、均衡發(fā)展、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理分配的原則,重點實驗室形成了以大型公共測試平臺管理條例為核心的儀器采購和管理制度、以實驗室固定研究人員準(zhǔn)入和考核制度為核心的人事制度、以重點實驗室建設(shè)和運行經(jīng)費投入與管理辦法為核心的經(jīng)費使用和管理制度、以重點實驗室學(xué)術(shù)研究管理辦法為核心的學(xué)術(shù)規(guī)范及獎懲制度、以重點實驗室開放基金申請條例為核心的實驗室開放制度和以青年創(chuàng)新培育基金為核心的青年骨干培育制度等初成體系的實驗室管理制度。在日常工作中堅持實踐 “以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀,優(yōu)化研究人員的工作環(huán)境,突出實驗室的歷史和文化,強化大家的榮譽感和自豪感,為加強學(xué)術(shù)交流,促進彼此溝通創(chuàng)造條件。

2 實驗室研究方向及成果

隨著化學(xué)學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展、高層次研究人員的不斷引進,研究方向的整合與發(fā)展,實驗室在新型無機納米結(jié)構(gòu)功能材料的設(shè)計合成及其應(yīng)用等研究方面顯示出特色,致力于設(shè)計合成介觀尺寸為特征的高性能功能材料,為其在能源、環(huán)境、光電和傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論上和實踐上的依據(jù);解決功能無機材料化學(xué)研究領(lǐng)域中重大的基礎(chǔ)科學(xué)理論問題;在東北地區(qū)建設(shè)一個具有良好外部支撐環(huán)境的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)平臺;培育一批振興東北老工業(yè)基地所需的應(yīng)用成果。目前,實驗室形成了3個特色研究方向：

2.1 氧化物基與碳基能量轉(zhuǎn)換材料

研究內(nèi)容：氧化物基及碳基新結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計合成與結(jié)構(gòu)形貌調(diào)控;功能導(dǎo)向：低溫燃料電池、固體氧化物燃料電池、太陽能電池和太陽能光催化等能量轉(zhuǎn)換裝置中的電極材料和固體電解質(zhì)材料。包括：

1)氧化物半導(dǎo)體能量轉(zhuǎn)換材料：以提高材料的光催化、光電轉(zhuǎn)換效率為功能導(dǎo)向,設(shè)計合成新型氧化物半導(dǎo)體能量轉(zhuǎn)換材料。

2)固態(tài)氧化物燃料電池材料：制備高性能的固態(tài)氧化物陰極材料,研究電極的微觀結(jié)構(gòu)、復(fù)合結(jié)構(gòu)對電池性能的影響。

3)晶態(tài)碳基電池材料：利用廉價原料制備結(jié)構(gòu)可控的晶態(tài)碳及碳基復(fù)合體,研究其在燃料電池、超大電容器、電催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。

4)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與理論研究。

2.2 配合物光電功能材料

研究內(nèi)容：具有低維結(jié)構(gòu)、大環(huán)結(jié)構(gòu)和介孔結(jié)構(gòu)等新結(jié)構(gòu)配合物及配位聚合物材料的設(shè)計合成及結(jié)構(gòu)調(diào)控;以光電功能為導(dǎo)向,設(shè)計制備可用于存儲、顯示等光電信息領(lǐng)域的光電子功能材料。包括：

1)大環(huán)共軛配合物光電材料：以光電信息功能為導(dǎo)向設(shè)計制備新型配合物功能材料。

2)稀土配合物發(fā)光材料：制備結(jié)構(gòu)可控、性能可調(diào)的稀土配合物發(fā)光材料,研究其在信息顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用。

3)配位聚合物材料：通過中心金屬與有機配位體配位模式的調(diào)控,組裝出具有多種新穎結(jié)構(gòu)的配位聚合物網(wǎng)絡(luò),研究配位聚合物結(jié)構(gòu)與光電性能的構(gòu)效關(guān)系。

4)光電配合物結(jié)構(gòu)的理論研究。

2.3 基于納米結(jié)構(gòu)的傳感與催化材料

研究內(nèi)容：具有零維、一維和介孔結(jié)構(gòu)的新結(jié)構(gòu)納米材料的設(shè)計合成和形貌調(diào)控;功能導(dǎo)向：具有傳感和催化功能的薄膜和介孔材料。包括：

1)半導(dǎo)體氧化物基薄膜材料與傳感器件：以提高材料的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性為功能導(dǎo)向,設(shè)計合成新型半導(dǎo)體氧化物基傳感材料并進行器件組裝。

2)環(huán)境與生物傳感碳原子簇材料：制備功能化、改性及復(fù)合的碳納米管材料,研究其在生物檢測和氣體傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。

3)環(huán)境催化與環(huán)境友好催化材料：設(shè)計合成環(huán)境催化與環(huán)境友好的選擇氧化高效催化材料,研究材料表面物種與性能的關(guān)系,進而研究催化劑的催化作用機制。

近兩年實驗室圓滿完成各級各類項目50項,其中國家級項目13項,包括1項國家自然科學(xué)基金重點項目、1項國家十一五科技支撐計劃重點項目課題、1項教育部重大研究項目培育基金,省部級項目14項。目前,實驗室在研項目67項,包括長江學(xué)者獎勵計劃、國家自然科學(xué)基金重點項目等在內(nèi)的國家級項目20項,省部級項目16項。經(jīng)費累計約2 500萬元。近年來,實驗室人員共發(fā)表SCI收錄論文200余篇,EI收錄論文100余篇,其中發(fā)表在 Advanced Materials、Advanced Func-tional Materials、 Chemical Communications、Chemistry-A European Journal等國際權(quán)威期刊上的有近20篇,發(fā)表在影響因子＞3.0的國際著名期刊上的有80余篇。至今研究論文被他人在SCI收錄刊物上正面引用2 800余次,實驗室人員申請發(fā)明專利100余項,其中授權(quán)30余項。

經(jīng)過 “十一五”期間的重點建設(shè)和快速發(fā)展,重點實驗室已經(jīng)成長為黑龍江省化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的主導(dǎo)力量,為推動本省核心創(chuàng)新能力和科技競爭力的形成和發(fā)展發(fā)揮著重要作用。實驗室在新型石墨烯材料、半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換電極材料、光催化材料、化學(xué)傳感器、光存儲材料和有機光電功能材料及器件等方面的研究已經(jīng)達到了國際前沿水平,相關(guān)工作得到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。已經(jīng)有十余家江浙地區(qū)的高科技企業(yè)前來洽談成果和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等合作事宜。

3 對外開放及學(xué)術(shù)交流

實驗室在 “開放、流動、聯(lián)合、競爭”的思想指導(dǎo)下,積極開展多種形式的國際國內(nèi)合作和學(xué)術(shù)交流。2008年以來實驗室邀請了國內(nèi)外著名學(xué)者來我實驗室講學(xué)交流50余人次。內(nèi)容涉及金屬簇化合物及其催化活性、納米材料及技術(shù)、碳材料及其催化應(yīng)用、金屬配位聚合物等多個國際前沿的研究領(lǐng)域。目前,重點實驗室已與美國休斯頓大學(xué)清潔胡校區(qū)、英國帝國理工大學(xué)、法國波爾多大學(xué)和2010年6月黑龍江大學(xué)化學(xué)化工與材料學(xué)院、無機功能材料化學(xué)省部共建教育部重點實驗室、黑龍江省普通高校高效轉(zhuǎn)化的化工過程與技術(shù)重點實驗室及黑龍江省中俄科技合作信息中心聯(lián)合舉辦中俄化學(xué)新材料與新工藝雙邊學(xué)術(shù)研討會,邀請了包括俄羅斯科學(xué)院國家議會主席的科技顧問、俄羅斯科學(xué)院布茲尼克V.M.院士等7位在化學(xué)、化工和新材料等領(lǐng)域有一定建樹的俄羅斯學(xué)者和實驗室主任付宏剛教授等7位教授和青年骨干教師在催化、傳感、能源等領(lǐng)域做專題報告。這項活動對于提高實驗室的國際知名度、促進實驗室?guī)熒c俄羅斯學(xué)者的國際交流以及在雙方共同感興趣的領(lǐng)域建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系等方面具有十分積極的作用。

2011年7月由中國化學(xué)會和國家自然科學(xué)基金委主辦,黑龍江大學(xué)和南開大學(xué)承辦的第八屆全國無機化學(xué)學(xué)術(shù)會議在黑龍江大學(xué)舉行。重點實驗室作為黑龍江大學(xué)化學(xué)學(xué)科的科研基地積極參與了本次會議的籌備和組織工作,為本次盛會的順利召開做出重要貢獻。此次會議將促進黑龍江大學(xué)乃至黑龍江省化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展。

總之,經(jīng)過幾年來的艱苦建設(shè),重點實驗室整體實力得到極大提升。重點實驗室在硬件設(shè)施、科研能力和學(xué)術(shù)水平等方面已處于黑龍江省省部級重點實驗室前列,基本達到國內(nèi)先進水平,已經(jīng)成長為黑龍江省化學(xué)學(xué)科科學(xué)研究和高層次人才培養(yǎng)的重要基地。