多组分反应是利用三种或者三种以上反应物一锅法得到终产物的反应。在此过程中，无需对中间产物进行分离提纯，而且几乎所有反应物的原子都出现在生成物当中。因此多组分反应经常被用来合成具有复杂结构的化合物。我们在多组分反应中引入可聚合元素，将功能化单体合成和可控聚合结合在一起，一步合成具有特殊官能结构的聚合物。这个体系中的反应均互不干扰，有着良好的匹配效果。因此，得到的产物具有可控的分子量和很窄的分子量分布。与传统方法相比，这种多组分聚合体系节省了反应时间、降低了合成成本、合成途径更加绿色经济。我们现已发展了多种多组分聚合体系，按照复杂程度不同分为二元、三元和四元体系。通过不同的有机小分子反应与可控聚合的结合，我们成功制备了一些通过其他聚合方法难以或是无法合成的新型聚合物，体现了这一聚合方法的特点和优势。随着对多组分聚合体系认识的不断深入，相信我们能够更简便地合成更多结构新颖的聚合物。

近年来，随着纳米技术的发展及Pickering乳液在食品、化妆品、医药等领域中的应用，纳米粒子的界面自组装现象引起了人们的广泛关注。界面能的降低是纳米粒子液液界面自组装的主要驱动力。通过改变纳米粒子的尺寸和表面配体的化学性质，可控制纳米粒子的界面自组装行为。本文综述了不同类型纳米粒子实现界面自组装的研究工作，包括均质纳米粒子、Janus纳米粒子、棒状纳米粒子以及生物纳米粒子。最后，对纳米粒子的界面组装这一领域的可能发展做了展望。

本文总结了混晶TiO₂光催化剂的各种制备方法，并将其分为两大类：一类是原位生成混晶，如水热法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液-水热联用方法等；另一类是对两种晶型TiO₂材料进行物理混合或对锐钛矿进行高温煅烧，如溶剂混合-煅烧法、高温煅烧法等。其中，后者操作简单易行、对设备要求不高，但获得的混晶TiO₂易产生硬团聚，严重影响其光催化性能；在实际应用中前者制备的TiO₂材料更具优势。同时，本文还对混晶TiO₂光催化机理的研究历程进行了总结，并对其中存在的争议进行了评述。最后，展望了混晶TiO₂光催化剂在环境和能源领域中的应用。

相对于微孔金属有机骨架化合物，中孔金属有机骨架化合物的研究大大拓宽了该类材料的应用，尤其是在多相催化、挥发性有机物吸附和药物输送等领域。目前存在的问题主要集中在材料制备环节，尽管可以从分子水平设计出具有合适尺寸的中孔金属有机骨架材料，但是会出现合成过程中骨架结构发生贯穿无法得到中孔，甚至样品活化过程中骨架发生坍塌失去中孔等问题。本文综述了中孔金属有机骨架材料的设计策略与制备方法，如使用长配体、混合配体、表面活性剂辅助及后合成修饰等方法，并对各种制备方法的优缺点进行了总结。简要介绍了中孔金属有机骨架材料在气体存储、多相催化、分子传感、挥发性有机物吸附和药物载体等领域的应用进展，最后展望了该材料的发展前景。

表面等离子体共振（surface plasmon resonance， SPR）传感技术是生物化学分析领域常用的分析手段和研究工具，与其相关的研究不计其数，发展日新月异。本研究小组从事SPR传感技术研究近十年，从初期的理论研究、仿真计算、传感器设计以及全自动SPR生物分析仪开发与应用研究，到目前的传感器性能提高、应用拓展，时刻关注着该项技术的最新动态。本文系统综述了SPR传感技术和生物分析仪的原理、结构以及主要功能模块，SPR传感器的调制类型、耦合方式以及SPR成像传感器；介绍了结合局域表面等离子体共振（local surface plasmon resonance， LSPR）技术、改进金属膜系设计、优化数据处理算法等提高SPR生物分析仪性能的方法；阐述了SPR传感技术和生物分析仪的最新进展，包括SPR技术和微流控芯片、电化学技术、表面增强拉曼散射技术（SERS）的联用；列举了SPR生物分析仪在临床诊断、药物筛选、生物分子研究、食品安全和环境监测等领域的应用实例；最后，分析了SPR生物分析仪面临的主要问题以及未来的发展趋势。

具有刺激响应特性的高分子材料是目前高分子研究中的重要领域。机械力作为一种新型的刺激源，具有与传统光、热等刺激源不同的特点。机械应力刺激可以从来源上分为宏观机械力与微观机械力，宏观机械力早在人类发展初期已被广泛用于高分子材料的处理。而微观机械力对高分子作用的原理和应用近年来才逐渐成为研究重点。本文从高分子机械力响应的原理出发，分类阐述了各种机械力响应系统。其中，按照断裂的化学键将其分为共价键体系和非共价键体系。而共价键体系可以进一步按照环状结构与线型结构分为两大类。此外，本文还总结了已有应用，包括用于应力拆分外消旋体、应力活化催化剂及应力用于研究反应机理等。

结冷胶是一种线型聚阴离子微生物多糖，具有独特的凝胶特性和溶液流变学性质，自发现起即被应用于食品和化妆品中。近年来，随着生物医学学科的发展，天然高分子结冷胶及其水凝胶，在药物传递系统和组织工程材料等领域展现出了广阔的应用前景。结冷胶无毒，具有生物相容性和可生物降解性，所形成的水凝胶透明且稳定性好，并在一定条件下凝胶的力学性质与人体普通组织相近。结冷胶的这些优势使其成为一种良好的生物医用材料的制备来源。但是这种基于结冷胶的水凝胶也有其自身的缺点，如作为组织工程材料缺乏一定的韧性和组织负载能力等。这些不足在很大程度上限制了其在生物医学领域的应用。为了解决上述问题，许多研究者对结冷胶进行了化学和物理的改性。改性后的结冷胶材料在生物医学领域展现出更有发展的应用前景。本文综述了结冷胶凝胶的形成机理以及结冷胶的改性方法，重点详述了结冷胶及其改性材料在生物医学领域中的应用，并指出了结冷胶基组织工程材料在应用上应解决的一些挑战性问题。

利用低温凝胶化技术制备的聚合物晶胶，具有贯通多孔结构，因其化学/机械稳定性，可用于生物微粒（质粒、病毒、细胞器）和细胞的分离、生物分子和细胞的固定化载体以及组织工程三维支架等领域。本文详细介绍了聚合物晶胶的制备条件（如单体浓度、冷冻过程、引发剂浓度、溶剂等）与其结构、性能的关系；同时，对聚合物晶胶功能化改性及其在生物物质的色谱分离和生物医学领域的应用进行了总结与展望。

波聚合是一种通过局部反应区域向未反应区域连续移动将单体转化为聚合物的反应模式，具有简便快速、节能降耗和产物性能优异等优势，是化学合成、功能材料与结构材料制备的新方法。本文对波聚合反应体系、引发、过程、应用及存在问题等方面进行综述。重点评述了新型波聚合体系如二元或多元体系、离子液体体系、深共晶溶剂体系等；新型引发剂如光引发剂和离子液体引发剂等特殊引发剂；波聚合反应体系中的助剂如填料、交联剂、链转移剂、活化剂、增稠剂、表面活性剂和催化剂等对聚合过程和产物结构性能的影响；新发展的引发方式如紫外线、水、等离子体和耦合引发等；以及特殊波聚合过程。最后，展望了波聚合存在问题和商业化应用的研究方向。

水凝胶是一种交联高分子材料， 在药物传输、传感器技术、组织工程中发挥重要作用。通过高效率和高精确度的点击反应合成水凝胶， 具有快速、模块化以及副反应少等优点， 并且能够得到近乎理想的网络结构。Cu（Ⅰ） 催化的叠氮-炔之间的环加成 （CuAAC） 反应作为点击反应的典型代表， 已广泛应用于水凝胶的制备。但由于该反应在制备水凝胶的过程中使用了Cu（Ⅰ） 催化剂， 导致产品易被金属铜盐污染， 从而使该反应在其制备领域受到限制。基于此， 无铜点击反应，如巯基-烯/炔反应、呋喃/蒽-马来酰亚胺 （MI） 修饰的 Diels-Alder 环加成 （D-A） 反应以及环张力促进的叠氮-炔环加成反应 （SPAAC） 已经被应用到水凝胶的制备以及功能化方面。本文就近年来上述无铜点击反应在水凝胶合成及功能化方面的应用进行综述， 并对其发展趋势进行展望。

当今社会日益增长的能源与环境需求对储能电池技术的发展既是机遇也是严峻的挑战。纳米碳材料如碳纳米管与石墨烯因其优异的导电能力、良好的机械性能以及独特的形貌与结构特征在储能电池技术领域中的应用越来越普遍。本文通过综述近年来碳纳米管与石墨烯分别作为锂离子电池的复合电极材料、负极活性材料、导电添加剂以及新型锂硫电池用复合导电载体的最新应用进展，重点讨论了这两类纳米碳材料的不同应用模式对储能电池容量性能、倍率性能以及循环寿命的影响。同时对目前研究中存在的问题进行了总结，并对未来发展方向，如开发低成本与环境友好的高质量材料合成技术、提升材料的分散能力以有效构筑复合电极结构以及开发新的应用模式等进行了展望。

在废水处理方面，微生物燃料电池具有在净化废水的同时回收能源或有价值化学品等突出优点，已经成为人们研究的热点。在微生物燃料电池中，金属离子能直接或者间接参与阳极和阴极过程，其对溶液的电导率、反应器的内阻和功率密度、产电微生物的活性等都有重要影响。本文综述了金属离子参与微生物燃料电池的机制及其影响因素，并且介绍了微生物燃料电池在去除废水或者固体废弃物中重金属离子方面的优势和发展前景。

染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells， DSC）效率高、制作简单、成本低，因此被认为是最有希望的第三代太阳能电池。DSC光阳极的主要作用是吸附染料、传输电子和提供电解质扩散通道，因此对DSC光电性能具有决定性作用。近年来，通过掺杂调控TiO₂光阳极的电子特性，从而提高DSC的光电效率受到广泛关注。本文对掺杂TiO₂光阳极的研究现状进行了综述，重点分析了非金属元素、过渡金属元素及主族元素的掺杂对TiO₂光阳极的能带结构、光吸收特性、染料吸附量、电子传输和界面复合过程以及所组装DSC光电性能的影响，分析了非金属元素共掺杂的协同效应。同时，对稀土元素掺杂TiO₂作为光谱转换材料提高DSC光吸收效率和光电转换效率进行了探讨，最后论文对掺杂TiO₂光阳极今后的研究重点和研究方向进行了展望。

全氟辛/磺酸（PFOX）具有环境持久、耐氧化、抗常规化学处理的特点。目前，针对PFOX的有效去除工艺研究已成为环境技术领域有机污染物降解方向的新热点。近年来，一些强氧化工艺被开发用于降解PFOX，主要通过各种物理作用增强化学氧化能力，实现PFOX的有效降解。本文综述了纯化学过程以及光、电、热、声、等离子体、微波、机械力等物理作用促进化学氧化降解PFOX的反应机理、降解途径和各因素的影响机制，以及去除效率和能耗等，介绍了该方向的最新研究进展，讨论分析了这些技术存在的问题，并提出了今后技术应用的重点研究方向。