研究院王成教授课题组主要围绕无机晶体功能材料的控制合成、结构表征及其在能源和资源领域的应用开展研究(图4)。团队针对柔性电子领域对于高透高导电材料的需求,在水相体系中开发出不同直径和高长径比的银纳米线,材料的直径在15~80 nm范围内可控,长径比可超过1000,克服了传统多元醇体系产率低、难以高效分离、有机试剂用量大的缺点,打破了国外技术垄断和封锁,为柔性电子产业提供了技术支撑。在高效有机电合成方面,团队针对有机小分子电氧化具有较低的热力学反应标准电位的特点,通过表界面电子结构调控,开发了多种高效钴镍基催化剂,实现了工业级电流密度制氢,同时可替代析氧反应生产羧酸类增值品,在有效降低能耗的同时获得高附加值化学品。团队还针对国家重大核安全战略需求,将原子级精准可控的晶态硫属化物离子交换剂应用于对极低浓度的放射性核素的吸附,从而实现对污染核素的深度捕获。通过从微观尺度阐明功能材料捕获污染离子的作用机制和机理,揭示了材料微观结构与吸附性能之间的关系,为核能领域放射性污染防治和核素资源的回收利用提供了研究基础和理论参考。
图4 功能无机晶体的能源与资源化应用技术