无机化学前沿概论
面试无机化学研究前沿
总结词
无机化学在生物医学领域的应用主要涉及药 物设计与合成、生物成像技术和生物医用材 料等方面。
详细描述
无机药物如金属配合物和金属纳米粒子在抗 癌药物、抗菌药物和抗病毒药物等领域具有 广泛应用。同时，荧光金属配合物和稀土元 素在生物成像技术中也发挥着重要作用。此 外，无机材料如钛合金、生物活性玻璃等在 骨修复、牙科和软组织修复等领域也具有重 要应用。
无机化学在新能源领域的应用
总结词
无机化学在新能源领域的应用主要涉及太阳能电池、燃料电池和锂电池等方面的研究。
详细描述
无机材料如硅基太阳能电池、染料敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等在太阳能转换 和存储方面发挥着重要作用。同时，无机材料在燃料电池和锂电池中作为电极材料、电
解质材料等也具有重要应用。
无机化学在生物医学领域的应用
同时，随着科技的不断进步和应用需求的不断提 高，无机化学的研究方法和手段也将不断更新和 完善，为解决人类面临的许多挑战提供更加有效 的解决方案。
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SUMMARY
面试无机化学研究前 沿
目录
CONTENTS
• 引言 • 无机化学基础知识 • 无机化学研究前沿领域 • 无机化学的未来发展 • 结论
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SUMMAR Y
01
引言
无机化学的定义和重要性
定义
无机化学的发展趋势和挑战
21世纪无机化学学科的动向和趋势-PPT课件
4、固体无机化学
• （1）超导材料
• 20世纪超导研究以物理学为主，但与室温超导 材料的前景尚有很大距离（发展史见附）。21 世纪室温超导化学必然发展，关键在于这些混 合氧化物和超导机理至今尚未被科学家们认识 和理解。人们不能解释混合氧化物超导体为什 么离不开Cu、Ba、Y、Bi这些元素；不能解释 它们的组成为什么和超导性有关；也不能解释 电子在这类结构材料中的运动和超导性的关系 。
8、非金属化学
• 20世纪非金属无机化学最突出的两个领 域是稀有气体和硼烷化学
• （1）稀有气体发现史见附。至2019共合成了 上百种含氙化合物（氧化物、氟氧化物、含氧 酸盐），1963年又合成了KrF2。 • 直到2019年才有了突破，芬兰赫尔辛基大学合 成了一系列新型稀有气体化合物－－ HXY,X=Xe,Kr,Ar Y=H,F,Cl,Br,I,CN,NC,SH.(包 括首例氩化合物－HArF的合成） HArF的合成 为合成氖甚至氦的类似化合物带来了希望。 • 最近又有报道，一个德国小组合成了稀有气体 原子用作配体的第一例[AuXe4][Sb2F7]2，看来 合成稀有气体的思路还要扩大。
（2）无机晶体材料
非线性光学性质的无机晶体（附），闪烁晶体等 具有特殊功能的无机的合成和生长是固体无机化 学研究的一个生长点。
• 5、稀土化学
• 20世纪经过大量的研究工作，发现稀土在光、 电、磁、催化等方面具有独特的功能。如含稀 土的分子筛在石油催化裂化中可大大提高汽油 产率；在高温超导材料中也缺少不了稀土元素； 在农业生产中有增产粮食的作用；硫氧钇铕可 使彩电的亮度提高一倍。 • 21世纪有待获得单一稀土元素的快速简易的好 方法；作为材料研究，在激光、发光、信息、 永磁、超导、能源、催化、传感、生物领域将 会作为主攻方向。
无机合成化学的热点领域
400℃
MgO(s) H 2 O Mg(OH) 2
第
3种：硫-碘-镁热化学循环
I 2 (s) SO 2 (g 2H 2 O(l) H 2SO 4 (aq) 2HI(aq)
2MgO(s) H 2SO 4 (aq) 2HI(aq) MgSO 4 (aq) MgI 2 (aq) MgI 2 (aq) MgO(s) 2HI(g) nH 2 O(g)
生物矿化
生物体能在常温、 常压下利用周围环境中
极其简单和常见的无机
成分，通过分子组装、 模板成型等途径，一边
承载一边组装实现温和
条件下的材料制备，使 其与自身生成的聚合物 相结合，制造出复合材 料。不仅高效利用资源 而且高度环保。
生物矿化—钙化壳的形成
医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料
（4）一类原子占据了另一类原子的格位
平移对称性的破坏
平移对称性示意图
Point Defect
（1）概念
distortion of planes
Vacancy
distortion of planes
selfinterstitial
空位 原子或离子缺陷
间隙原子 位错原子或离子
外来原子或离子 电子性缺陷
插层化合物的制备反应剥离反应复合化无机层状体插入反应非层状化重组反应剥离反应复合化无机层状体插入反应无机层状体插入反应非层状化重组反应层板上的原子以强烈的共价键相互作用层间以分子间力作用的层状或层柱状化学物质它们具有纳米级的层厚度一定的层电荷密度层间具静电引力作用等特点应用柔软化学法处理层状化合物使其剥离成具有基本最小结晶构造通过高温高压处理重组调控层间距得到复合化合物
无机化学前沿期刊投稿经验
无机化学前沿期刊投稿经验
无机化学作为一门融化学、物理和物理化学三者于一体的科学，具有较高的理
论分析和实验研究价值，为科学研究者提供了良好的条件和研究环境。
采访多位无机化学专业研究者，可以发现期刊投稿是把研究成果发表出版的重要手段。
投稿无机化学专业期刊之前，首先要清楚所投稿的期刊影响因子，并熟悉期刊
要求审稿人提出的问题，这样可以有效地帮助作者编辑更具科学价值的论文。
同时，文章应尽量涵盖领域内的全面深刻的理论分析，尽量避免出现重复的内容，并正确的使用到高级的有机化学词汇。
另外，撰写文稿的时候，应该按照期刊的格式要求进行，以便有效地明确文章
的实验内容和结果，文章的格式要结构紧凑、语言流畅，以赞赏审查员。
保证投稿文章质量的有效性，期待文章可以获得高质量发表。
总体来说，期刊投稿是发表科学成果的重要渠道，而要想在期刊投稿中成功，
不仅需要提升自身的撰写水平，还需要深入了解无机化学的内容，并熟悉投稿的一些格式要求，以获得科研成果的高质量发表。
无机化学的发展前景
无机化学的发展前景无机化学的现代化始于化学键理论的建立和新型仪器的应用，使无机化合物的研究由宏观深入微观，从而把它们的性质和反应同结构联系起来。
又由于特种技术对无机特种材料生产的需要也有力地推动了无机化学研究。
到五十年代，国际上无机化学已进入蓬勃发展时期，有人称之为“无机化学的复兴”。
近三十多年来，无机化学研究新发展主要是许多新型化合物如夹心、笼状、簇状和穴状等化合物的合成和应用，以及新的边缘学科如生物无机化学、有机金属化学和无机固体化学等的开拓和发展。
我国无机化学的研究仍多属传统的课题，使用经典的方法。
在上述新领域中，有的尚未有人问津、仍属空白，有的只是初步涉足，还没有深入系统的工作。
〖新型化合物的重要作用〗总之，无机化学研究的对象是所有的化学元素和它们的化合物，除掉碳氢化合物及其衍生物，范围极为广泛，以上所提及是无机化学在国际上正在发展的具体基础理论意义和实际意义的几个方面和在国内有关矿物资源有效利用而急需解决的一些问题，这些似为我国无机化学界主要致力的方向，以求对祖国四化的建设和对化学学科的发展有所贡献。
无机化学是一个近年来非常活跃的研究领域，它涉及到几乎各个学科。
从本世纪50年代起，随着科学水平的提高，对无机化合物微观结构和反应机理有了更深入了解，而理论模型的发展又促进了无机化学研究的系统化和理论化。
科学研究的新兴领域及交叉学科如材料、生命等几乎都涉及无机化学。
无机化学家还面临着环境、能源等领域提出的问题。
这当中也涉及到相当多的无机化学前沿课题。
在世纪之交，展望未来10年化学事业和化学对人类生活的影响，我们充满信心，倍感兴奋，化学是无限的，化学是至关重要的，它将帮助我们解决二十一世纪所面临的一系列问题，化学将迎来它的黄金时代。
1。
化工前沿概述教案模板范文
教学目标：1. 了解化工领域的最新研究动态和发展趋势。
2. 掌握化工前沿技术的基本原理和应用。
3. 培养学生的创新思维和科学探索精神。
教学对象：化学、化工及相关专业本科生教学时间：2课时教学资源：1. 多媒体课件2. 相关文献资料3. 学生分组讨论教学步骤：一、导入（5分钟）1. 通过提问，引导学生回顾化工领域的传统知识，如石油化工、化肥、医药等。
2. 提出问题：化工领域有哪些前沿技术？这些技术有哪些特点？二、化工前沿技术介绍（30分钟）1. 生物化工：介绍生物化工的基本原理、应用领域和发展趋势。
- 生物催化、发酵工程、生物制药等。
- 举例说明生物化工在环保、能源、医药等领域的应用。
2. 新材料化工：介绍新材料化工的基本原理、应用领域和发展趋势。
- 聚合物材料、纳米材料、复合材料等。
- 举例说明新材料化工在航空航天、电子信息、新能源等领域的应用。
3. 绿色化工：介绍绿色化工的基本原理、应用领域和发展趋势。
- 绿色合成、绿色催化、绿色分离等。
- 举例说明绿色化工在节能减排、环境友好等方面的应用。
4. 软化工：介绍软化工的基本原理、应用领域和发展趋势。
- 软化水处理、膜分离技术、离子交换等。
- 举例说明软化工在工业生产、环境保护、水资源利用等方面的应用。
三、分组讨论（20分钟）1. 将学生分成小组，每组选择一种化工前沿技术进行深入研究。
2. 要求学生查阅相关资料，总结该技术的原理、应用和前景。
3. 每组选派一名代表进行汇报，其他组进行提问和讨论。
四、总结与展望（5分钟）1. 教师对各组汇报进行总结，强调化工前沿技术的重要性。
2. 引导学生思考：未来化工领域的发展方向和挑战。
五、课后作业1. 撰写一篇关于化工前沿技术的综述性文章。
2. 关注化工领域的最新研究动态，分享给同学。
教学评价：1. 课堂参与度：评价学生在课堂讨论中的表现。
2. 小组讨论成果：评价学生分组讨论的成果。
3. 课后作业完成情况：评价学生撰写综述性文章的质量。
无机化学研究前沿
纳米储能材料
四、纳米材料的结构
纳米材料，其特性不同于原子，也不同于晶体。纳米材料可 以说是一种新材料，具有特殊的结构。
纳米材料中存在两种结构单元，即晶体单元和界面单元。 纳米结构的特点：纳米尺度结构单元，大量的界面和自由表 面，以及结构单元与大量界面单元之间存在交互作用。 组成纳米材料的单元表面上的原子个数与单元中所有原子的 个数相差不大。
七. 纳米材料的应用
八、纳米材料的前景展望
纳米材料具有其独特的结构和特殊的功能，有人 推测它将成为21世纪最重要的技术，甚至超过网络 技术和基因技术。由此可见，纳米材料将成为最有前、 途的材料，它的发展给物理、化学、生物、材料、医 学等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景 十分广阔，在一些重要领域已经起到了重大的作用， 显示出它独特的魅力。
二、 纳米材料的简介
纳米 纳米是长度单位，用nm表示，nm=10-9m
纳米 化学
纳米化学主要研究原子以上、100nm以下的纳米世界中 各种化学问题的科学，是研究纳米体系的化学制备、化学性
质及应用的科学。
纳米 材料
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由 它们作为基本单元构成的具有特殊性能的材料。
纳米材料
—— 无机化学研究前沿
制作人：08化学 赵百添 学号：084773036 指导老师：舒杰
目录
1.无机化学研究 前沿
2.纳米材料的简介 4.纳米材料的结构
6.纳米材料的制备
新型指甲油 的开发
3.纳米材料的分类
5.纳米材料的性质
7.纳米材料的应用
8.纳米材料的前景展望
一、无机化学研究前沿
如果说数学是所有学科中最基础的工具性学科，那么无机化学就是化学学科 里最基础的工具性学科。近年来无机化学在固体材料化学、配位化学等方面取得 了突出的成绩。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，与人类的 生产、生活密切相关。当代无机化学研究的前沿主要是一系列重要的无机化合物 的合成，包括金属配位化合物；无机固体材料；生物分子等。其中在无机固体材 料方面比较突出的有碳纤维、纳米材料等等。本次主要介绍一下纳米材料的性质 及其应用。
化学学科发展前沿doc2024
引言概述：化学学科作为一门自然科学学科，致力于研究物质的组成、性质、结构以及变化规律。
近年来，随着科技的快速发展，化学学科也取得了巨大的进展。
本文将探讨化学学科发展的前沿领域，分析其中的五个大点，并对每个大点进行详细阐述。
正文内容：一、纳米科技1.纳米材料合成技术：介绍常见的纳米材料合成方法，包括溶胶凝胶法、气相沉积法等。
2.纳米材料性质研究：探讨纳米材料的特殊性质，如量子效应、表面效应等。
3.纳米材料应用：介绍纳米材料在生物医学、电子器件等领域的应用，如纳米颗粒药物传输、纳米电子器件等。
二、生物化学1.蛋白质研究：讨论蛋白质折叠、结构与功能之间的关系，以及蛋白质的工程化研究。
2.基因组学：介绍基因组学在生物医学、环境科学等领域的应用，如基因测序技术、基因组编辑等。
3.酶催化：探讨酶与底物之间的相互作用，以及酶催化反应的研究与应用。
三、材料化学1.二维材料：介绍二维材料的制备方法，如石墨烯的剥离法、氧化石墨烯的还原法等。
2.能源材料：探讨能源材料的研究与应用，如锂离子电池、太阳能电池等。
3.纳米光学材料：介绍纳米光学材料的制备方法，以及在光学成像、光子学等领域的应用。
四、计算化学1.分子模拟：介绍分子模拟方法，如分子动力学模拟、量子化学计算等。
2.药物设计：探讨计算化学在药物设计中的应用，如通过计算筛选潜在药物分子等。
3.催化剂设计：介绍计算化学在催化剂设计中的应用，如理性设计新型催化剂等。
五、环境化学1.环境污染分析：介绍环境污染物分析方法，如质谱分析、毛细管气相色谱法等。
2.环境修复技术：探讨环境修复技术的研究与应用，如土壤修复、水体净化等。
3.突变体毒理学：介绍突变体毒理学的研究方法和应用，如突变体在环境毒理学中的作用。
总结：随着科技的不断进步，化学学科也迎来了许多前沿领域的突破。
纳米科技、生物化学、材料化学、计算化学和环境化学是当前化学学科发展的热点领域。
纳米科技应用于材料科学、生物医学等领域，生物化学研究有助于解决疾病治疗等问题，材料化学主要涉及二维材料和能源材料研究，计算化学在药物设计和催化剂设计方面发挥重要作用，环境化学研究可促进环境保护和修复。
高中化学奥赛辅导-----无机化学9元素概论 氢、稀有气体
3、导电性和超导性 主族元素单质的导电性差别较大，从左至右，一般 由导体至半导体再到非导体变化。主族金属单质均为导体 ，主族非金属单质一般不导电，位于 P 区对角线上的一些 单质如Si、Ge、 Sb、 Se 、 Te 等单质具有半导体性质，其中 Si 和 Ge 是 最好的半导体材料。 过渡元素单质均为导体。 金属元素中有很多在一定温度下均具有超导性。
应用范围：用以制备以负氧化值存在的非金属单质。
5、电解法 原理：使用外力直流电源将元素还原为单质。 举例： 电解 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解
2Al2O3（熔体）
Na3 AlF6 , 96应用范围：制取活泼金属和活泼非金属单质。
二、氢化物 几乎能和除稀有气体外的所有元素结合，形成不同类 型的二元化合物，这就是广义的氢化物定义。严格讲，氢 化物是指H-的化合物，而非金属氧化物则称“某化氢”。 （如HF、HCl、H2S等）。 氢化物按其结构和性质的不同可大至分为三种类型： 离子型、共价型和金属型。某种元素属哪种类型，与元素 的电负性和周期表中位置有关。
基本要求：了解单质的性质和制备方法；氢化物 的类型、结构和特性；氢的化合物的性质。
2、热分解法 原理：某些化合物热稳定性低的特点，制取单质。 300 o C 举例：2Ag2O(s) 4Ag(s)+O2(g) 应用范围：（1）应用于制取活泼性差的金属单质； （2）制取一些高纯单质，如Ni、Zr等。
3、还原法
原理：用还原剂还原化合物（如氧化物等）来制取 单质，一般常用的还原剂是焦炭，CO、H2、活泼金属等。 举例： 高炉炼铁： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 铝热剂法： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 电炉法制黄磷： 2Ca3(PO4)2+10C+6SiO2
无机化学研究前沿
无机化学研究前沿摘要：无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在无极碳化学，无机高分子化学和纳米材料等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
文章就当代无机化学研究的前沿的无极碳化学做了简要阐述。
关键词：无机化学研究前沿碳化学合成及应用有人预言，21世纪是“超碳时代”。
理由是：金刚石的人工合成、碳纤维的开发应用、石墨层间化合物的研究、富勒烯(碳笼原子簇)及线型碳的发现及研究都取得了令人瞩目的进展。
这些以单质碳为基础的无机碳化学给人们展现了无限的想象空间。
而这些无机碳的应用也取得了很大的进展。
IBM日前表示将开发在碳纳米管上融合一片集成电路的器件。
该技术有望加快下一代芯片产品的面世。
美国贝尔实验室的研究小组使用富勒烯在较高温度下(117K)制造出了电阻为零的有机超导体。
一、金刚石金刚石是最硬的物料。
每个碳原子都与其它的四个最靠近的近邻形成四面体的取向，这种类型的结构能使晶体在三维空间中有很高的强度。
由于它极高的硬度，金刚石被用于切割、钻孔和研磨。
金刚石主要用于精密机械制造、电子工业、光学工业、半导体工业及化学工业。
天然金刚石稀少，只限于用作装饰品，因此人工合成金刚石正在成为碳素材料中的重要研究开发领域。
1.金刚石的合成1.1石墨转化法石墨转化法可分为静态超高压高温法和动态法两种。
常温常压下石墨转化为金刚石是非自发的，但在高温高压(由疏松到致密)下可能实现这种转化，其温度和压力条件因催化剂的种类不同而不同。
1.1.1静态超高压高温法用高压设备压缩传压介质产生3～10GPa的超高压，并利用电流通过发热体，将合成腔加热到l000～2000℃高温。
其优点是能较长时间保持稳定的高温高压条件，易于控制。
该法可得到磨料级金刚石，但设备技术要求高。
为了获得粒度较大的优质金刚石单晶，普遍采用过渡金属(Ni，Fe，Co等)及其合金作触媒，保持约5GPa的压力、1500K的温度到一定的时间，使石墨转化金刚石。
无机化学的前沿研究现状
无机化学的前沿研究现状无机化学是化学学科的重要分支之一，其研究范围覆盖了周期表的所有元素，以及它们的化合物和反应机理。
近年来，随着科技的发展和化学实验技术的逐步成熟，无机化学研究日趋深入，也衍生出了许多新的领域和研究方向。
在这篇文章中，我们将从四个方面介绍当前无机化学领域的前沿研究现状：金属-有机框架、无机材料制备、催化剂研究和生物无机化学。
金属-有机框架金属-有机框架（MOFs）是近年来无机化学研究的一个热点领域，它是由金属中心和有机配体组合形成的三维网络结构，具有很高的表面积和孔隙度。
这些特征使得MOFs在气体吸附、分离、储存和催化等方面具有广泛的应用价值。
MOFs的合成多以溶剂热合成法为主，通过调控反应条件和选择不同的配体和金属中心可以制备出大量结构多样的MOFs。
在MOFs相关研究中，设计和构建新型金属-有机材料的方法备受关注。
例如，研究人员利用碘离子作为催化剂，将萘甲酸和2,5-二氨基苯甲醛配合形成具有非线性光学和荧光性质的镧系MOFs。
此外，研究人员还利用四甲基铵溴作为表面活性剂，制备出具有高比表面积和高孔隙度的铝基MOFs，并应用于甲烷、氧气、二氧化碳和氮气的吸附和选择性储存。
无机材料制备无机材料制备是常见的无机化学研究内容，其目的是通过调节反应条件和控制晶体生长以获得所需的纯度、形貌和作用。
无机材料的制备方法众多，如溶胶-凝胶法、水热法、气相合成法、等离子体加工等。
有关无机材料制备方面的研究，主要关注新型合成方法、材料的结构性质以及材料在电子、能源和生物等方面的应用。
例如，一项研究利用共沉淀法和后续焙烧制备了具有微细晶粒和优良电子传输性能的尖晶石型锂离子电池正极材料Li1.16Mn1.84O4。
另一项研究则利用水热法制备了一种铜基金属有机骨架材料，用于高效去除废水中的重金属离子。
催化剂研究催化剂是无机化学领域中的一个重要概念，广泛应用于有机合成、环保和能源等领域。
近年来，研究人员致力于发展高效催化剂，并深入探究它们的催化机理和反应性能。
化学学科发展前沿
当代无机化学发展前沿【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。
当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。
因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。
同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。
例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。
根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述：一、无机合成与制备化学研究进展无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。
发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。
近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面：（一）极端条件合成在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。
超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。
（二）软化学合成与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。
由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。
而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。
‘无机化学发展前沿’
无机化学发展前沿摘要: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科，在近年来取得较突出的进展，主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。
未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透，用以解决工业生产与人民生活的实际问题。
当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用，以及新的研究领域的开辟和建立。
因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。
同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透，形成许多学科的新的研究领域。
例如，生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科；固体无机化学是十分活跃的新兴学科；作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。
一、无机合成与制备化学研究进展无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。
发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。
近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面：（一）极端条件合成在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。
超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。
（二）软化学合成与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。
由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。
而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。
（三）缺陷与价态控制缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。
无机化学研究的前沿领域在教学中的应用
无机化学研究的前沿领域在教学中的应用无机化学研究的前沿领域在教学中的应用第24卷第2期2021年4月高等函授学报(自然科学版)Journal of H igher Correspondence Education(Natural Sciences) Vol. 24No. 2 2021无机化学研究的前沿领域在教学中的应用董斌吕仁庆曹作刚(中国石油大学(华东) 化学化工学院, 山东青岛266555)摘要:近年来, 无机化学的发展取得了很大突破, 主要表现在有机金属化学、配位化学、无机固体化学、生物无机化学和富勒烯化学等方面。
本文简要介绍了当代无机化学研究的前沿领域, 并对如何在高校无机化学教学中应用这些前沿知识以培养学生学习兴趣和科研思维做出探讨。
关键词:无机化学; 前沿; 教学中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1006-7353(2021) 02-0029-03无机化学是化学学科中最重要的一个分支, 是其他分支学科发展的基础。
无机化学的教学关系到学生对于整个化学学科的理解和认识、兴趣的培养和科研思维的掌握等。
随着社会的发展和科学的进步, 无机化学也正处在蓬勃发展的新时期。
高校教师必须重视无机化学领域的最新发展, 将其融合进自己的教学过程, 开阔学生的思维和眼界, 培养学生的兴趣和知识素养, 使无机化学的教学不断与时俱进, 推陈出新, 始终保持旺盛的活力和吸引力, 为高素质创新型人才的培养打下坚实的基础[2-3]。
1有机金属化学通常将含有金属) 碳(M -C) 键的化合物称为有机金属化合物或金属有机化合物, 把研究有机金属化合物的化学称为有机金属化学。
有机金属化学是无机化学和有机化学交叠的一门学科, 它的发展打破了传统的有机化学和无机化学的界限, 目前又与理论化学、催化、结构化学、生物无机化学、高分子科学等交织在一起, 已成为现代无机化学中第一个活跃的领域。
第一个金属有机化合物发现于1827年, 丹麦药学家蔡斯(W. C. Zeise) 制得了铂的乙烯络合物K 1Pt (C 2H 4) Cl 32, 即蔡斯盐。
无机碳化学
1 金刚石
金刚石主要用于精密机 械制造、电子工业、光学工 业、半导体工业及化学工业。 天然金刚石稀少，只限于用 作装饰品，因此人工合成金 刚石正在成为碳素材料中的 重要研究开发领域。
金刚石的合成 金刚石合成已有四十多年的历史。已报道的合成方 法大致可分为两类:
★石墨转化法 C(石墨) C(金刚石) △rHm＝1.828 kJ· mol－1 △rGm＝2.796 kJ· mol－1 △rSm ＝－3.25 J· mol－1·K－1 常温常压下石墨转化为金刚石是非自发的，但根据 P P 可见，在高温和高压 ( 由疏松 GT H TST VdP 0 到致密)下可能实现这种转化。其温度和压力条件因催化的 种类不同而不同。
下面从热力学分析入手，预计合成人造金刚石的最低温 度与压力。 解：首先估算一下在恒定温度下(298 K)，压力对石墨转 化为金刚石的影响。 石墨的标准生成吉布斯自由能 △fGm ＝0， 金刚石的 △fGm ＝2.900 kJ·mol－1， 故在298 K和100 kPa下反应， C(石墨) C(金刚石) △rGm ＝2.900 kJ·mol－1， △rGm ＞0， 在标准状态下该反应不能自发进行。 但金刚石(3.515 g·cm－3)的密度比石墨(2.260 g·cm－3)的 大，所以上述反应是一体积缩小的反应，尽管固相反应受压 强影响很小，但是加压显然对上述反应是有利的。
当前，无机化学发展有两个明显趋势：一 是在广度上的拓宽，在化、金属有机化学； 与物理化学学科大面积交叉而形成物理无机化 学。在化学学科范围之外，与材料科学结合， 形成固体无机化学和固体材料化学；向生物化 学渗透，形成生物无机化学。另一个特点是深 度上的推进。在无机化学研究中，现在广泛采 用物理学和物理化学的实验手段和理论方法， 深入到原子、分子和分子聚集体层次，弄清物 质的结构与性能的关系，化学反应的微观历程 和宏观化学规律的微观依据。
无机化学概论
无机化学概论无机化学是研究无机物质的组成、性质、结构、合成和应用的一门学科。
它与有机化学相对，有机化学研究的是含碳的化合物，而无机化学则研究的是不含碳的化合物。
无机化学广泛运用于材料科学、环境科学、生物化学等领域，对于推动科学技术的发展具有重要意义。
一、无机化学的基本概念与特点1. 无机物质的基本属性无机化学的研究对象是无机物质，其基本属性可分为物理性质和化学性质。
物理性质包括熔点、沸点、密度等，而化学性质则涉及无机物质与其他物质的反应和变化。
2. 原子与离子的结构无机化学研究的基础是原子结构和离子结构。
原子结构决定了元素的化合价和元素周期表的排列规律。
离子结构则是指在化学反应中，原子通过失去或获取电子而形成的带电粒子。
3. 化合物的分类化合物是由不同原子组成的物质，根据原子之间的化学键类型可将其分为离子化合物和共价化合物。
离子化合物由正离子和负离子通过电子转移形成离子晶体，例如氯化钠。
共价化合物则是通过共用电子而形成的，其中最典型的例子是二氧化碳。
二、无机化学的研究内容无机化学广泛研究的领域包括无机元素、无机化合物和无机反应等。
1. 无机元素无机元素是组成无机物质的基本单元，它们按照周期表的排列规律可分为主族元素和过渡金属元素。
主族元素包括周期表的1A-8A族元素，具有明显的周期性规律，而过渡金属元素则位于周期表的B族元素中。
2. 无机化合物无机化合物是由不同元素组成的物质，它们按照化学键的类型可分为离子化合物和共价化合物。
离子化合物以正负离子的吸引力为基础形成晶体结构，而共价化合物则通过元素之间的共用电子而形成。
3. 无机反应无机反应是指无机物质之间发生的化学反应过程。
根据反应类型的不同，无机反应可分为氧化还原反应、酸碱中和反应等。
氧化还原反应涉及电子的转移，酸碱中和反应则是酸和碱之间的中和反应。
三、无机化学的应用无机化学广泛应用于材料科学、环境科学、生物化学等领域。
1. 材料科学无机化学在材料科学中的应用主要体现在无机材料的合成、性能调控和应用过程中。
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Design and Combinatorial Chemistry纳米材料化学前沿领域导论Introduction to Nano-materials Chemistry纳米材料控制合成与自组装Controlled-synthesis and Self-assembly of Nano-materials 前沿讲座Leading Front Forum专业英语Professional English超分子化学基础Basics of Supramolecular Chemistry 液晶材料基础Basics of Liquid Crystal Materials 现代实验技术Modern analytical testing techniques色谱及联用技术Chromatography and Technology of tandem发光分析及其研究法Luminescence analysis and Research methods胶束酶学Micellar Enzymology分析化学中的配位化合物Complex in Analytical Chemistry电分析化学Electroanalytical chemistry生物分析化学Bioanalytical chemistry分析化学Analytical chemistry仪器分析Instrument analysis高分子合成化学Polymers synthetic chemistry高聚物结构与性能Structures and properties of polymers有机硅化学Organosilicon chemistry功能高分子Functional polymers有机硅高分子Organosilicon polymers高分子现代实验技术Advanced experimental technology of polymers高分子合成新方法New synthetic methods of polymers液晶与液晶高分子Liquid crystals and liquid crystal polymers大分子反应Macromolecules reaction水溶性高分子Water-soluble polymers聚合物加工基础The basic process of polymers聚合物复合材料Composite materials高等化工与热力学Advanced Chemical Engineering and Thermodynamics高等反应工程学Advanced Reaction Engineering高等有机化学Advanced Organic Chemistry高等有机合成Advanced Organic synthesis有机化学中光谱分析Spectrum Analysis in Organic Chemistry催化作用原理Principle of Catalysis染料化学Dye Chemistry中间体化学与工艺学Intermediate Chemistry and Technology化学动力学Chemical Kinetics表面活性剂合成与工艺Synthesis and Technology of Surfactants环境化学Environmental Chemistry化工企业清洁生产Chemical Enterprise Clean Production化工污染及防治Chemical Pollution and Control动量热量质量传递Momentum, Heat and Mass Transmission化工分离工程专题Separation Engineering耐蚀材料Corrosion Resisting Material网络化学与化工信息检索Internet Searching for Chemistry & Chemical Engineering information 新型功能材料的模板组装Templated Assembly of Novel Advanced Materials 胶体与界面Colloid and Interface纳米材料的胶体化学制备方法Colloid Chemical Methods for Preparing Nano-materials脂质体化学Chemistry of liposome 表面活性剂物理化学Physico-chemistry of surfactants高分子溶液与微乳液Polymer Solutions and Microemulsions两亲分子的溶液化学Chemistry of Amphiphilic Molecules in solution介孔材料化学Mesoporous Chemistry超细颗粒化学Chemistry of ultrafine powder分散体系流变学The Rheolgy of Aqueous Dispersions量子化学Quantum Chemistry统计热力学Statistic Thermodynamics群论Group Theory分子模拟Molecular Modelling高等量子化学Advanced Quantum Chemistry价键理论方法Valence Bond Theory量子化学软件及其应用Software of Quantum Chemistry & its Application计算量子化学Computational Quantum Chemistry分子模拟软件及其应用Software of Molecular Modelling & its Application分子反应动力学Molecular Reaction Dynamic分子光谱学Molecular Spectrum算法语言Computational Languange高分子化学Polymer Chemistry高分子物理Polymer Physics腐蚀电化学Corrosion Electrochemistry物理化学Physical Chemistry结构化学structural Chemistry现代分析与测试技术(试验为主）Modern Analysis and Testing Technology（experime tally)高等无机化学Advanced Inorganic Chemistry近代无机物研究方法Modern Research Methods for Inorganic Compounds萃取化学研究方法Research Methods for Extraction Chemistry单晶培养Crystal Culture固态化学Chemistry of Solid Substance液-液体系专论Discussion on Liquid-Liquid System配位化学进展Progress in Coordination Chemistry卟啉酞箐化学Chemistry of Porphyrine and Phthalocyanine无机材料及物理性质Inorganic Materials and Their Physical Properties物理无机化学Physical Inorganic Chemistry相平衡Phase Equilibrium生物化学的应用Application of Biologic Chemistry生物无机化学Bio-Inorganic Chemistry绿色化学Green Chemistry金属有机化合物在均相催化中的应用Applied Homogeneous Catalysis with Organometa llic Compounds功能性食品化学Functionalized Food Chemistry无机药物化学Inorganic Pharmaceutical Chemistry电极过程动力学Kinetics on Electrode Process电化学研究方法Electrochemical Research Methods生物物理化学Biological Physical Chemistry波谱与现代检测技术Spectroscopy and Modern Testing Technology理论有机化学theoretical Organic Chemistry合成化学Synthesis Chemistry有机合成新方法New Methods for Organic Synthesis生物有机化学Bio-organic Chemistry药物化学Pharmaceutical Chemistry金属有机化学Organometallic Chemistry金属-碳多重键化合物及其应用Compounds with Metal-Carbon multiple bonds and The ir Applications分子构效与模拟Molecular Structure-Activity and Simulation过程装置数值计算Data Calculation of Process Devices石油化工典型设备Common Equipment of Petrochemical Industry化工流态化工程Fluidization in Chemical Industry化工装置模拟与优化Analogue and Optimization of Chemical Devices化工分离工程Separation Engineering化工系统与优化Chemical System and Optimization高等化工热力学Advanced Chemical Engineering and Thermodynamics超临界流体技术及应用Super Cratical Liguid Technegues and Applications膜分离技术Membrane Separation Technegues溶剂萃取原理和应用Theory and Application of Solvent Extraction树脂吸附理论Theory of Resin Adsorption中药材化学Chemistry of Chinese Medicine生物资源有效成分分析与鉴定Analysis and Detection of Bio-materials相平衡理论与应用Theory and Application of Phase Equilibrium计算机在化学工程中的应用Application of Computer in Chemical Engineering微乳液和高分子溶液Micro-emulsion and High Molecular Solution传递过程Transmision Process反应工程分析Reaction Engineering Analysis腐蚀电化学原理与应用Principle and Application of Corrosion Electrochemistry腐蚀电化学测试方法与应用Measurement Method and Application of Corrosion Elect rochemistry耐蚀表面工程Surface Techniques of Anti-corrosion缓蚀剂技术Inhabitor Techniques腐蚀失效分析Analysis of Corrosion Destroy材料表面研究方法Method of Studying Material Surfacc分离与纯化技术Separation and Purification Technology现代精细有机合成Modern Fine Organic Synthesis化学工艺与设备Chemical Technology and Apparatuas功能材料概论Functional Materials Conspectus油田化学Oilfield Chemistry精细化学品研究Study of Fine Chemicals催化剂合成与应用Synthesis and Application of Catalyzer低维材料制备Preparation of Low-Dimension Materials手性药物化学Symmetrical Pharmaceutical Chemistry光敏高分子材料化学Photosensitive Polymer Materials Chemistry纳米材料制备与表征Preparation and Characterization of Nanostructured materials 溶胶凝胶化学Sol-gel Chemistry纳米材料化学进展Proceeding of Nano-materials Chemistry。
无机化学前沿综述
综 述 与 专论
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｍ 兰 ｉ ｃ Ｉ ａ 代 ｌ Ｉ ｎ 化 ｔ ｅ ｒ 工 ｍ ｅ 研 ｄ ｉ ａ 穷 ｔ ｅ １ ｌ ３
无机 化学前沿综述
呋徐子谦
（ 厦 门大学化学化工学院 福建 ３ ６ １ ０ ０ ５）
摘 要 ：作 为化 学学科 里 其 它各 分支 学科 的 基础 学科 ，近年 来 ， 无机化 学的研 究取 得 了 较 为突 出 的进 展 ，主 要 表现 在 结构 敏 感催 化 材料 的 设计合 成 、 高效 能源材 料、 非 线性光 学 晶体 材 料 、分子 筛及 多孔 材料 、稀 土 化合物 功 能材 料和 先进 碳 材料 等方 面。本 文就 当代 无机 化 学的 上 述 前沿研 究作 以综述 。 关键 词 ：无机化 学；研究前沿；研 究综述
１ ． 无机化学前沿概述
依 照 国家 自然科 学 基金 委员 会组 织所 著 《 无机 化 学学科 前沿 与展 望 》，无机 化学 是研 究无 机物 质 的组成 、结构 、反 应 、性质 和应 用 的科 学 ，是化 学科 学 中历史 最悠 久 的 分支学 科 。 其研 究对 象涉 及 元素 周期 表 中的所 有 元素 ，从 分子 、 团 簇 、纳米 、介 观 、体相 等 多层 次 、多尺 度上 研究 物质 的组成 和 结 构 以及 物质 的反应 与 组装 ，探 索物质 的性质 和功 能 ，涉 及 到物 质 存在 的气 、 固、液 、等 离子 体等 各种 相 态 ，具 有研 究 对 象和 反应 复杂 、涉 及结 构和 相态 多样 以及 构 效关 系敏 感 等 特点 。 无 机 化 学 学 科 在 自身 发展 中 不断 与 其 他 学 科 交 叉 与 融 合 ，形 成 了 以传 统 基础 学科 为依 托 、面 向材 料和 生命 的发 展 态 势 ，其学 科 内涵 大 为拓 展 。 当前无 机化 学 学科还 紧 密结 合 特有资源优势和国家重大需求，产生 了一批有着特色的分支 学 科。 目前 ，无机 化学 学科 已形成 了丰产 元 素化 学 、无机 合 成 化学 、无 机材 料 化学 、配位 化 学及 分子 材料 和器 件 、 固体 化 学 及 功 能 材 料 、 生 物 无机 化 学 ，金 属 有 机 化 学 、 团 簇 化 学 、无 机纳 米材 料和 器件 、稀 土 化学 及功 能材 料 、核 化学 和 放 射化 学 、物理 与理 论 无机 化学 等分 支学 科 。随着 化 学科 学 和 相 关科 学 的发展 ，无机 化学 与其 他化 学 分支 学科 的界 限将 会 日益模糊 ，无机化学与物理化学、材料科学、生命科学和 信 息 科学 等学 科 的交 叉将 更加 活跃 ，从 而 将形成 更 多 的重 要 交 叉学科 分支 。 其 中 ，无 机材 料化 学与 固体 化学 密切 相 关 ，属于 化学 与 材料、能源、环境 、信息等科学的交叉学科。无机材料化学 研究包括 ：金属、氧化物结构敏感催化材料的设计合成 ，高 效能源材料，非线性光学晶体材料 ，分子筛及多孔材料 ，稀 土化合物功能材料 ，无机有机杂化材料 ，先进碳材料等研究
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2. 吸附等压线：在等压情况下，表示吸附量和温 度的关系曲线。
3. 吸附等容线：在等吸附容量情况下，表示温度 和压力的关系曲线。
六类吸附等温线
Ⅰ型吸附等温线：也称Langmuir吸附等温线。限于 单层或准单层，大多数化学吸附等温线和完全的微 孔物质（如活性碳）和分子筛的吸附等温线属于此 类。
物理吸附与化学吸附的比较
理化指标 物理吸附
化学吸附
作用力 范德华力
化学键力
吸附热 接近于液化热
接近于化学反应热
无选择性 选择性 非表面专一性
有选择性 表面专一性
可逆性 可逆
不可逆
吸附层 多层吸附
单分子层吸附
吸附速率 快，活化能小
慢，活化能大
用途
测比表面积、孔容 和孔径分布
进行催化反应
三类吸附曲线
增长（augmentation）：是装饰过程的一种特例， 是以N个节点为一组节点代替网络中的一个N连接 节点的过程。
贯穿（interpenetration）：在网络结构中，两种或 两种以上网络通过物理作用而不是化学键的方式 相互交织在一起形成一个分子整体的现象。
次级结构单元（SBU, secondary building units):在 用一组节点（簇）来代替一个节点的装饰过程中， 这组节点被认为是一个次级结构单元。
年份 1938 1962 1973 1985
1988
获奖者
Richard Kuhn Max Ferdinard Perutz; John Cowdery Kendrew Ernst Otto Fisher; Geoffrey Wilkinson Herbert A. Hauptman; Jerome Karle Johann Deisenhofer; Robert Huber; Hartmut Michel
➢ 离子交换材料：大量用于 洗涤剂工业，矿厂与放射 性废料及废液的处理。
1. 金属-有机骨架化合物的简介
自A.Werner在1893年创立配位化学以来，对配合物 的研究成了无机化学中最为活跃的领域之一。1951 年Wilkinsen和Fisher合成了二茂铁以及夹心型化合 物而获得了1973年的诺贝尔化学奖。到目前为止， 已经有20多位科学家从事与配位化学有关的科学研 究而获得诺贝尔奖。可以说，配位化合物已经深入 到了各个研究领域。
2.介孔(中孔）：孔径在2～50 nm
3.大孔：孔径大于50 nm
基本概念 吸附：当气体或液体与某些固体接触时，气体或液 体分子会积聚在固体表面上，这种现象称为吸附。
吸附剂：实施吸附的物质。
吸附质：被吸附的物质。
物理吸附：被吸附分子与固体表面分子间的作用力 为分子间吸引力，即范德华力。
化学吸附：基于固体吸附剂表面发生化学反应，使 吸附质和吸附剂之间以化学键结合的吸附过程。
年份
获奖者
1913 Alfred Werner
1964 Dorothy Crowfoot Hodgkin
1927 Heinrich Otto Wieland
1930 Hans Fisher
1928
Adolf Otto Reinhold Windaus
Walter Norman Haworth; 1937
无机化学前沿
多孔金属-有机骨架材料 （Porous Metal-Organic Frameworks）
主要内容
➢简介 ➢研究概状 ➢制备方法 ➢表征手段 ➢设计策略 ➢发展历程 ➢应用 ➢展望
传统的多孔材料
分 子 筛
碳 基 材 料
多孔材料分类
1.微孔：孔径小于 2 nm 超微孔：孔径小于0.7 nm 亚微孔：孔径介于0.7～2.0 nm
✓H2：口小腔大的“墨 水瓶形”孔道。
✓H3 和 H4 ： 狭 缝 状 孔 道，形状和尺寸均匀的 孔呈现H4迟滞环，非均 匀的孔呈现H3迟滞环。
传统三大应用领域
➢ 吸附材料：用于工业与环 境上的分离与净化、干燥 等领域。
➢ 催化材料：用于石油加工、 石油化工、煤化工与精细 化工等领域中大量的工业 催化过程的需要。
常用术语
节点（node）： 网络结构中的交点。
链接（linker）：链接网络结构中节点间的化学键或 包括多个化学键的有机官能团。
拓展（expansion）：在构筑网络结构时，用长的链 接代替单个化学键，以增加网络结构中节点的距离的 过程。
装饰（decoration）：在构筑网络结构时，用一组节 点（簇）代替网络中的一个节点（原子）的过程。
国籍
德国
英国 英国 德国 英国 美国 美国 德国 德国 德国
获奖原因 对类胡萝卜素和维生素的研究
对球形蛋白质结构的研究
对金属有机化合物，又被称为夹心 化合物，的化学性质的开创性研究 在发展测定晶体结构的直接法上的 杰出成就
对光合反应中心的三维结构的测定
金属-有机骨架化合物通常是指有机配体与金属离 子通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的 金属有机骨架晶体材料，它结合了高分子和配位 化合物两者的特点，既不同于一般的有机聚合物， 也不同于Si-O类的无机聚合物。
Ⅱ型吸附等温线：常称S型等温线。在无孔固体或 在大孔材料中的吸附常常是这类等温线。吸附等温 线的拐点通常发生在单层附近。
Ⅲ型吸附等温线：其特征是吸附热小于吸附质液化 热。因此随着吸附的进行，吸附反而得以促进。
四类迟滞环
迟滞现象：吸附-脱附不完全 可逆，吸附-脱附等温线不重 合的现象。
✓H1: 圆 筒 形 细 长 孔 道 且孔径大小均一分布较 窄，大小均一的球形粒 子堆积而成的孔穴。
金属有机骨架材料的特点
➢ 从金属中心的角度 从过渡金属、碱金属、碱土金属到稀土金属等 从低价到高价
➢ 从有机配体的角度 可借助强大的有机合成手段对有机配体进行设计
Pauห้องสมุดไป่ตู้ Karrer
国籍 瑞士
英国 德国 德国
德国
英国 瑞士
获奖原因
对分子内原子连接的研究，特别是 在无机化学研究领域。
利用X射线技术解析了一些重要生 化物质的结构
对胆汁酸及相关物质结构的研究
对血红素和叶绿素的组成的研究， 特别是对血红素的合成研究
对甾类的结构以及它们和维他命之 间的关系的研究
对碳水化合物和维生素C的研究； 对类胡萝卜素、黄素、维生素A和 维生素B2的研究