项目简介及完成人对项目主要贡献汇总材料C_完成项目简介
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项目简介及完成人对项目主要贡献汇总材料
一、C-C 偶联反应的合成方法学及其在杂环衍生化中的应用研究
1、项目简介
本项目针对国际药物合成中所涉及的有机合成方法学问题，围绕C-C键、C-杂原子键的构筑等有机合成方法学开展了系统、深入的研究，取得了突出的成绩。用简单易得的原料为C-O, C-N，C-S，C-C键的构建提供了新合成方法。
主要研究内容、科学发现点包括：
1.首次实现了过渡金属催化3，4-二氢嘧啶硫酮与炔烃及羧酸亚铜盐的脱硫偶联/酰化/水合串联反应一步实现了C-C和C-N键的有效构建。发展了Pd催化下磺酸嘧啶酯与苯硼酸、端炔、苯酚及苯胺的C-C、C-O及C-N交叉偶联反应。
2.发现并扩展了三对溴苯胺自由基正离子六氯锑酸盐(TBPA+.)引发的甘氨酸类衍生物的sp3C-H键的催化氧化反应，以及甘氨酸类化合物与苯乙烯类衍生物的氧化-[4+2]环加成串联反应。
3.首次实现了酰胺、多聚甲醛与苯乙烯等的三组分反应构建烯丙基胺骨架结构，为烯丙基胺结构的构筑提供了有益的合成方法。
4.开展了廉价金属盐CuSO4-5H2O/NaAsc催化的Ullmann型C-N偶联反应。
5.实现了生物质催化转化制备高附加值有机化学品的有效方法。
本项目自2009年1月至2013年7月共发表论文52篇，其中SCI化学二区论文8篇（其中包括Org.Lett.2篇，Adv.Synth.Catal.4篇，J.Org.Chem.2篇），SCI三区论文（包括Org.Biomol.Chem.;Tetrahedron;Tetrahedron Lett.;Eur.J.Org.Chem.;Synlett等）17篇；获得厅局级二、三等奖各1项；授权中国发明专利1项，申请3项。其中5篇代表性论文Org.Lett.2012, 14, 4030–4033；Org.Lett.2010, 12, 732-735；Adv.Synth.Catal.2013, 355, 891-900；Adv.Synth.Catal.2013, 355, 1911–1916；Adv.Synt.Catal.2012, 354, 2939-2948论文被Chem.Rev., Chem.Soc.Rev., Angew.Chem.Int.Ed.,等国际重要刊物他人正面引用54次，平均每篇5.4次，单篇最高他引27次。
2、完成人对项目主要贡献
王喜存：项目总负责，对研究成果1、3做出了创造性贡献，完成代表性论文1-3、5、6、9、10的研究内容的方案设计、部分合成实验和论文的撰写、投寄工作。指导毕业硕士研究生12人，其中8人参与了本项目的实验研究工作。
权正军：对研究成果1、3、5做出了创造性贡献，完成代表性论文3、5、6、9、10的研究内容的方案设计、部分合成实验和论文的撰写、投寄工作。指导毕业硕士研究生6人，其中3参与了本项目的实验研究工作。
霍聪德：对研究成果2做出了创造性贡献，完成代表性论文4、8的研究内容的方案设计、部分合成实验和论文的撰写、投寄工作。指导毕业硕士研究生5人，其中3人参与了本项目的实验研究工作。
贾晓东：对研究成果2做出了创造性贡献，完成代表性论文1、2的研究内容的方案设计、部分合成实验和论文的撰写工作。指导毕业硕士研究生8人，其中3人参与了本项目的实验研究工作。
达玉霞：对研究成果5做出了创造性贡献，完成代表性论文7-10的研究内容的部分实验工作和部分化合物的表征测试，负责课题的文献调研、资料查阅等工作。
二、金属Er/Cu/Ag掺杂ZnO纳米膜的磁控溅射、静电纺丝制备工艺及光电和气敏特性研究
1、项目简介
本项目研究的技术领域是凝聚态物理中的新型功能纳米半导体薄膜材料，主要针对金属掺杂ZnO纳米结构的磁控溅射、静电纺丝技术制备及气敏光电特性研究。围绕该研究课题，负责人马书懿教授累计培养青年教师6人，博士及硕士生35人。历届研究生中，9人保送或考取西安交通大学、南京大学等博士研究生，2人在跨国半导体公司工作。项目组2004-2013年间发表SCI论文32篇，会议论文4篇，研究成果受国内外广泛关注，其中5篇代表性权威学术论文被其他学者SCI引用合计157次。该项目研究工作对ZnO基纳米材料在光电子器件及气敏传感器的实际应用有指导意义。代表性科研成果为：
（1）采用高压电纺丝结合后处理工艺成功制备获得大比表面积的多孔空心球形ZnO纳米结构，该结构材料对丙酮体现出优良气敏性能。发表于《Mater.Lett.》，汤森路透HCP指数居同领域前3％，被NANOSCALE（2015,7(30):13051,IF:7.76)及18731,IF:5.228）等引33次。
（2）实验探究找到了制备获得压应力最小的Cu掺杂ZnO复合膜样品的最佳工艺条件，该法制备的ZnO：Cu膜存在双蓝和双绿荧光发射。发表在SCI期刊《Appl.Surf.Sci.》，已被JAP（2016,DOI:10.1063/1.4954001）等引48次。
（3）电化学阳极氧化法结合射频磁控溅射技术在单晶硅片上制备获得了ZnO/PS（多孔硅）纳米复合薄膜。使用 PS 的氧结合模型和 ZnO 的本征缺陷模型解释了复合膜的发光机理。研究成果发表在SCI期刊《J.Alloys Compd.》。
（4）采用高纯锌、银双靶射频共反应溅射技术沉积获得ZnO：Ag纳米薄膜，深入分析并很好的解释了Ag掺杂ZnO薄膜的光学带隙移动特性。发表在SCI REP-UK（2016, DOI:10.1038/srep 《Appl.Surf.Sci.》，他引34次。
（5）采用射频反应磁控溅射法制备了Fe掺杂ZnO薄膜，室温下的光致发光谱显示：ZnO：Fe薄膜有三个强发光峰：紫光峰(410 nm)、蓝光峰(456 nm)及绿光峰(515 nm)，并对发光峰起源进行了详细的探讨。发表在《J.Alloys Compd.》。
2、完成人对项目主要贡献
马书懿：全面负责本项目工作的文献调研、研究经费申请、立项、具体实验方案的设计及实施、实验测试数据的分析、SCI论文的写作和回答审稿人评审意见。对本项目的各项成果均有主要贡献。是全部5篇代表性论文的第一作者或通讯作者。
陈彦：2004-2007年在西北师范大学攻读马书懿教授的硕士研究生，毕业后在西北民族大学工作，一直参与马书懿课题组的研究工作。在本项目中为高压静电纺丝实验仪器的搭建做出了主要贡献，参与制备了空心球形ZnO纳米结构，系统研究了该球形纳米结构的结晶、微结构、形貌及气敏特性，作为主要参与人将该部分研究成果发表在Mater.Lett.上，见代表性论文1。此外，作为主要完成人参与采用磁控溅射法制备Ag掺杂ZnO纳米薄膜，参与主要表征测试并对其微结构特征、光学带隙的调控作出阐释，见代表性论文4。近10年来发表SCI论文20余篇。
徐小丽：2005-2008, 2012-2015年在西北师范大学分别攻读马书懿教授的硕士、博士研究生，自2004年起一直参与马书懿课题组的研究工作。在本项目中作为主要完成人采用高真空射频反应共溅射法制备了贵金属Ag掺杂ZnO纳米薄膜，完成了膜结构的XRD及荧光光谱表征测试并对其结晶质量、晶粒尺寸变化及荧光光谱分析作出阐释，作为主要撰写者撰写论文主要部分内容并发表于国际权威杂志《Appl.Surf.Sci.》2008年第55卷，见代表性论文4。近10年来发表SCI论文20余篇。
孙爱民：自2002年起一直与马书懿课题组进行合作研究工作。联合申请了国家自然科学基金和甘肃省高校科研业务费项目（均为第二完成人）。在本项目中作为主要完成人采用电化学阳极氧化法结合射频磁控溅射技术在单晶硅片上制备获得了ZnO/PS（多孔硅）纳米复合薄膜。使用PS的氧结合模型和ZnO的本征缺陷模型解释了复合膜的发光机理。是代表性论文3的主要作者。和马书懿课题组联合发表论文30篇。
薛华：自2007年起一直与马书懿课题组进行合作研究工作。在本项目中作为主要完成人采用高真空射频反应共溅射法制备了贵金属Ag掺杂ZnO纳米薄膜，完成了膜结构的XRD及荧光光谱表征测试并对其结晶质量、晶粒尺寸变化及荧光光谱分析作出阐释，是代表性论文4的第一作者。和马书懿课题组联合发表论文10篇。
三、极端环境中复杂物理系统的非线性动力学研究
1、项目简介
本项目所属科学技术领域为物理学，是超冷、超强等极端条件下的综合交叉学科。本项目组长期从事极端环境中复杂物理系统非线性动力学相关问题的理论研究，开展的主要工作有：超冷原子系统中的非线性动力学，超强相对论激光与等离子体相互作用的非线性行为以及超低温度中尘埃等离子体系统中的非线性波等三个方面。这些研究工作解决了物理学中的一些复杂的非线性问题，并为相关的实验和技术有指导意义。针对超冷原子系统中的非线性动力学问题，提出了超冷原子-多聚物分子的转化方案，设计了高效、稳定产生超冷双原子分子的磁场脉冲链技术，为制备超冷分子及其量子态以及实现超冷原子系统的量子调控提供理论支撑。针对超强相对论激光与等离子体相互作用的非线性行为，研究了超短激光脉冲在预等离子体通道中的传播特性以及电磁孤立波的形成，得到了激光脉冲以不同行为传播时的初始激光等离子体参数，提出了一种获得高性能高品质单能离子束的双层靶辐射压力加速方案，为激光在低密等离子体中稳定长距离传输提供了理论依据，并对激光尾场加速中波破的产生和加速电子束的自注入等实验研究具有重要的指导意义。针对超低温度下尘埃等离子体系统中的复杂非线性问题，建立了描述尘埃等离子体的运动方程组，运用摄动方法研究了尘埃颗粒大小分布、荷电量、离子-离子复合效应、粘滞系数、外加磁场和自旋量子效应等诸多因素对尘埃等离子体及尘埃等离子体晶格中各种非线性波动模式及其稳定性，研究了双孤子和多孤子的相互作用特征及其共振现象，为成功解释尘埃等离子体物理中发现的一些实验现象以及实现雷达目标隐身等空间探测技术提供理论支持。
本项目组围绕该课题，已经发表SCI 论文90 多篇，主持和参与国家自然科学基金5项，拥有国家级理论物理专业建设与交流平台。研究工作得到了国内外相关科技工作者的高度关注和引用，例如国际著名冷原子物理专家Kirk W Madison，Kai Bongs，Lincoln D Carr，Ana Maria Rey，Hui Zhai编著的综述书籍《Annual Review of Cold Atoms and Molecules》（Volume 2）（Singapore: World Scientific(2014)）收录了本项目组超冷原子相关的研究工作。
2、完成人对项目主要贡献豆福全：负责项目的整体研究方案，主要完成超冷原子系统中非线性动力学部分，提出了超冷原子-多聚物分子转化方案，分析了外场参数对转化过程的影响，提出了超冷原子-双原子分子的磁场脉冲链技术。主要贡献在发现点1，见代表性论文1-2。
洪学仁：研究了超短激光脉冲在预等离子体通道中的传播特性以及电磁孤立波的形成，得到了激光脉冲以不同行为传播时的初始激光等离子体参数，提出了一种获得高性能高品质单能离子束的双层靶辐射压力加速方案。主要贡献在发现点2，见代表性论文3。
林麦麦：通过约化摄动方法的推到得到尘埃颗粒大小任意分布情况下尘埃等离子体系统的色散关系、群速度、孤立波波形及传播速度随尘埃颗粒大小分布的函数关系。主要贡献在发现点3，见代表性论文4。
韩娟芳：针对复杂物理系统，给出了当在二维与三维空间中存在以任意方向传播的双孤立子时，在孤立子发生相互作用的区域内所产生新波的形状、传播速度、振幅和这些初始孤立子参量的关系，特别是和这些初始多孤立子传播方向的关系，在此基础上得到了发生共振的条件以及共振时新波的性质与入射孤立子参数的关系。主要贡献在发现点3，见代表性论文5。
段文山：负责低温等离子体部分研究方案，对项目的实施过程进行指导，主要完成用传统的摄动方法从等离子体及尘埃等离子体满足的流体力学方程组出发得到了KdV 方程及非线性薛定谔方程，研究了孤立波的各种性质。同时，用PLK 摄动方法研究了两个KdV 孤立波的碰撞。通过PIC 数值模拟方法研究这种摄动方法的适用范围。主要贡献在发现点3，见代表性论文4-5。
四、新型TiO2纳米复合结构的设计制备及其光电特性研究
1、项目简介：本项目所涉及的新型TiO2纳米复合结构的设计制备及其在场致电子发射、光催化降解和光伏转换方面的应用属于凝聚态物理及能源转换与环境治理技术研究领域。
本项目系两项国家自然科学基金项目资助的基础研究课题，系统地探索了元素掺杂、Ti3+自掺杂和贵金属量子点镶嵌改性的新型TiO2纳米复合结构的设计、制备新工艺，及其在场致电子发射、太阳光驱动下的深度活化和高效光电转换等原型器件应用中性能增强的诸多科学问题，并发展了制备场发射冷电子源、高效薄膜光催化剂和光伏器件光阳极的系列新材料与新技术。
本项目针对纯相TiO2纳米结构在光伏、光催化、场发射冷电子源等实际应用中出现光电转换效率低、场电子发射开启电场高、电流密度小及稳定性差等难题，从光电转换与场电子发射过程中所涉及的组份材料间能级匹配的关键科学问题入手，探究影响光生载流子产生、分离、发射与输运等性能的内禀机理，取得了一系列具有重要科学意义和应用前景的研究成果。譬如：其一，我们首次设计制备的兼具准Fermi能级可调、强可见光局域场增强及高效抑制光生载流子复合特性的金量子点直嵌式Au-TiO2纳米复合结构超薄光阳极，实现了高达10.1%的太阳能光电转换效率。该成果为我国研发新型薄膜光伏转换器件提供了新的科学依据和技术途径；其二，我们首次设计制备的碳掺杂、Ti3+自掺杂的TiO2纳米有序阵列结构其场电子发射性能得到显著改善，成功获得了开启电场低、发射电流密度高、稳定性好的氧化物场发射冷阴极材料。研究成果受到了国内外同行的高度关注与好评。
在项目研究期间，共发表SCI期刊论文55篇（其中一区4篇，二区15篇），提交的5篇代表性论文的他引次数已达到111次；申请国家发明专利4项（已授权3项）；参加国际学术会议2次/2人；参加国内学术会议10次/24人；作大会邀请报告2次，提交会议论文37篇；共培养博士5名，硕士21名，青年学术带头人2名；项目部分成果2010年甘肃省高校科技进步奖三等奖。
2、完成人对项目主要贡献
李燕：首次制备出兼具准Fermi能级可调及可见光局域增强效应的量子点直嵌式Au-TiO2纳米复合超薄膜光阳极，实现高达10.1%的光电转换效率；首次将钽氮氧化物引入全有机DSSC光阴极结构，利用协同效应，获得了优于Pt的高光电转换效率和电化学稳定性；发展了一种将大面积掺杂TiO2纳米管阵列膜剥离Ti基并转移至透明导电基的方法。本人对第1、3-6重要发现点做出了创造性贡献，是第1，4，5代表性论文的第一作者，本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。
陈建彪：完成TiO2纳米材料的几何结构优化、实施元素（C、N）掺杂、可控Ti3+自掺杂改性以及研制新型金属氧化物纳米场发射体等方面的设计制备及其场发射特性的研究，申请发明专利2项，对推荐书主要发现点中所列第2、5、6项发现做出了创造性贡献，是第2篇代表性论文的合作作者，本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的80%。
王建：完成了表面界面微结构的制备及其对表面界面物理性质的调控研究，为后续光电子器件开发研究奠定基础；同时理论上完成了模型建立和数值模拟，对项目中的实验结果做了详尽的理论解释。合作发表论文10篇，申请国家自然科学基金项目1项。对推荐书主要发现点中所列第3、5、6项发现做出了创造性贡献，是第3篇代表性论文的合作作者，本人在该项目研究中的工作量占本人工作量的60%。
王成伟：主持立项、制定研究思路和实施方案，指导研究生并参与该项成果的具体研究工作，合作发表SCI论文37篇。对推荐书所列第1-3、5、6主要发现点做出了创造性贡献，本人是第2、3代表性论文的通讯作者，在该项目研究中的工作量占本人工作量的70%。
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