项目一：四取代碳手性中心的构建
项目简介：
项目的特色在于，完成人将理论计算与合成有机化学高效地结合在一起，最终实现高效率、高选择性四取代碳手性中心的构建。课题完成人经过合作研究，发展了一系列构建四取代碳手性中心的方法，并使用理论计算找出影响反应选择性的因素，通过进一步设计，实现理论计算指导的高效有机合成。最终，将自主研发的合成策略应用于一系列天然有机物分子的人工合成。主要取得的科学发现点如下：
1.基于理论计算的过渡金属催化构建四取代碳中心
（1）设计并实现了一种基于铑催化的卡宾前体与芳香酮羰基α-季铵盐偶联制备季碳中心的方法。基于原子经济性和绿色化学的考虑，完成人设计了一个内部氧化还原中性的底物——芳香酮羰基α-季铵盐。亲核试剂与亲电试剂部分共同连接到在线生成的卡宾实现氧化还原守恒从而构建两个新碳-碳键，进而实现季碳合成。
（2）完成人通过底物诱导Pauson-Khand反应高选择性手性可控的构建手性季碳。成人通过理论计算研究了一系列不同结构烯基炔基环己烷衍生物的反应活性，通过实验证明对反应活性顺序的理论预测，并将此项设计应用于天然产物全合成中。
（3）完成人提出了一种通过金催化串联频哪醇类型重排反应构建桥头烷氧基叔碳的新方法。
2.基于理论计算的小分子催化构建四取代碳中心通过膦参与联烯活化可以获得高活性的烯基鏻中间体，使用三取代碳亲核试剂，则通过对烯基鏻亲电进攻则可直接构建四取代碳结构。完成人对膦催化剂进行设计，使用手性氨基酸残基与膦结合，得到一系列手性膦-肽催化剂，并应用于联烯偶联中，进而实现四取代碳的构建。
3.天然产物和药物活性分子中的手性四取代碳构建
（1）完成人在对包含桥头季碳的多环天然产物RetigeranicAcid A的全合成研究中，通过理论计算对季碳手性生成的研究大幅度提升了合成效率。
（2）完成人在CortistatinsA以及FarnesiferolC的全合成中，使用到了之前发展的金催化串联反应，通过频哪醇类型重排反应诱导构建选择性地构建了桥头烷氧基叔碳手性中心。
（3）在理论计算化学的引导下，提出了一种铑催化[3 2]环化反应，能够直接构建具有两个桥头季碳的双环[3.3.0]骨架，并将此反应应用于天然产物灵芝醇的全合成中。
项目二、高性能有机染料及重金属离子吸附剂
项目简介：
利于镍基层状双氢氧化物LDH纳米材料比表面积大、层间阴离子可以交换的特点，先后研发了NiFe系、NiCo系、CoFe系LDH吸附剂，实现了对有机染料亚甲基橙色MO、重金属离子Cr6 、As3 的吸附，可用于环保行业对处理污水及重金属离子污染。成果先后发表于Chemosphere152 (2016) 415-422、MicroporousMesoporous Mater. 234 (2016) 230-238、Colloidsand Surfaces A 529 (2017) 907–915、Environ.Eng. Sci. 2018,35(4):373-381对有机染料MO的处理能力：NiFe-NO3-LDH205.78 ；NiFe-Cl-LDH为769.23mg/g；NiCo-LDH为497mg/g；CoFe-NO3-LDH1,206mg/g。
项目三、高性能燃料电池铂基催化剂
项目简介：
燃料电池具有能量转换效率高和环境友好等优点，是电动汽车的理想动力源。但要实现燃料电池电动汽车的商业化，必须首先解决燃料电池催化剂的短寿命和高成本问题。本成果针对燃料电池催化剂长时间运行过程中因碳载体腐蚀、Pt溶解、迁移团聚长大及Pt中毒等原因而逐渐退化的技术难题，发展了多种提高燃料电池催化剂稳定性和活性的新方法、新技术，研制出了一系列低成本、高性能、长寿命燃料电池催化剂。目前，该项目已经具有完全自主知识产权，所开发的燃料电池催化剂已经完全能够满足动力电池的性能要求，属于国际一流国内领军的高科技技术。
项目四、提高金属零件上耐蚀性能的高温锰系磷化技术
项目简介：
磷化技术可在金属表面形成一层化学转化膜，提高起耐蚀性能。但工业生产中发现，对于铬、镍含量较高的合金钢，磷化处理较难实现。该项目针对30CrMnMoTiA、30CrNi3A、25Cr2Ni4WA和Ni19Co9Mo5四种含铬、镍合金钢难磷化及磷化膜耐蚀性能低的实际生产难题，深入研究磷化膜的形成过程和磷化机理，探讨含铬、镍合金钢难磷化的内在原因；通过工艺优化，开发出了解决上面4种合金难磷化问题的高温锰系黑色磷化新技术，开发了新工艺，应用于某厂，建成了年处理各类零件1200万件的磷化生产线一条，使废品率由原来的8~10%降低为现在的0.5%以内。每年产生直接经济效益近600万元，节约成本150万元。
产业化实施条件：需要厂家有表面处理方面的场地、设备和人才的基础。预算：取决于需要处理的零件的大小和数量，初期投入较小，约50-200万。
项目五、轻合金上耐磨涂层的硬质阳极氧化技术
项目简介：
硬质阳极氧化技术可以在铝合金表面上形成Al2O3陶瓷层，提高零件的耐磨和耐蚀性能，而Al2O3陶瓷层的厚度、致密度、孔径等决定着耐磨耐蚀性能的好坏。
本项目针对实际生产中存在的铝合金机匣变色、耐磨性不够高等困扰企业多年的技术难题，经过工艺改进和优化，开发出了纳米尺度阳极氧化新技术，解决了铝合金机匣变色的技术难题。近5年来，采用纳米阳极氧化新技术处理的铝合金机匣40余万件，产生直接经济效益1200万元，每年节约成本200万元。同时，在节能排放方面产生了巨大的社会效益。
项目六、搅拌反应器混沌混合强化技术及应用
项目简介：
针对化工搅拌反应器内流体混合存在的能耗高、效率低及放大难等问题，团队通过过程强化理论和非线性动力学原理的创新与应用，并与工艺创新和装备创新相结合，实现了搅拌反应器放大新技术。
同时，还发现了混沌混合调控流场结构以及强化高粘度流体混沌混合过程的规律；研发出刚柔组合桨和高粘度流体混沌混合技术；研发出多相流搅拌强化技术；研发了电机换向耦合刚柔组合桨强化技术等新技术。相关技术已在重庆、广西、四川等地得到了应用和推广，并与企业合作形成了“搅拌反应器混沌混合强化技术及应用”科技成果，通过专家鉴定，项目技术总体达到国际先进水平，其中在刚柔组合搅拌桨及流体混沌混合强化技术的工业应用方面处于国际领先水平。项目自2009年以来，申请国家发明专利9项（已获授权4项），发表学术论文34篇，出版专著1部，软件著作权1项，国际发明创业奖·项目奖金奖1项。
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