课题组研究方向简介
1. 惰性小分子活化转化研究
分子的活化转化是化学研究的核心内容，其中，惰性小分子的活化转化十分困难，但意义特别重大，例如，合成氨（N2+ 3H2 ->2NH3）对人类现代化有不可估量的贡献。目前，CH4、CO2、N2等惰性分子的活化转化（CH4->C2Hx, CH4+ H2O -> CH2O + 2H2, CO2+ H2->CxHyOz…）常常需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，寻找温和条件下惰性小分子活化转化新途径，是本课题组研究的重要方向。我们使用自主研制的实验仪器，制备几个至上百个原子组成的原子团簇，在完全可控、可重复的条件下，测定团簇与CH4、CO2、N2等分子在温和条件下的反应，筛选出性能优良的团簇，结合先进谱学实验和量子化学计算认识其反应机理，进一步探索分子宏量催化转化的方法。我们在甲烷、氮气、二氧化碳等分子活化转化方面取得了系列研究进展。
2. 挥发性有机物检测研究
挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）是一类大气污染物，具有致癌、致畸、致突变性，严重危害人体健康，同时，VOCs 也是光化学烟雾和PM2.5的重要前体物。VOCs也是人体呼出物和食品挥发物的重要成分，相关检测有助于疾病早期诊断和食品质量鉴定。化学电离质谱检测具有选择性高和软电离等特点，在VOCs检测中具有重要的优势。基于我们自主开发的团簇质谱实验仪器，寻找新型离子源，高灵敏、特异性检测VOCs是本课题组的重要研究方向，最近，我们在长链烷烃、乙二醛、甲基乙二醛无碎裂高灵敏质谱检测方面取得了研究进展。
3. 科学仪器设计与研制
科学仪器是推动科学研究的主要动力，针对上述惰性小分子活化转化研究、挥发性有机物检测研究中不断出现的科学问题，我们自主设计研制包括机械、真空、光学、电学、自动控制等技术在内的实验仪器。课题组利用电子和离子轨迹模拟、工程设计等软件，从头设计并建立了四套大型实验仪器，实现了高分辨率质谱、碰撞和光诱导解离质谱、真空-紫外光电离质谱、红外光解离光谱、光电子速度成像、四极质量过滤器、低温与高温离子阱等实验技术的集成与发展，建立了团簇综合研究实验平台。