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1.無機化學
配位化學與超分子化學、金屬有機化學方向：利用現代化學實驗技術與方法研究新型過渡金屬配合物、金屬有機化合物的合成、分子結構與電子構型。以金屬配位中心為構筑單元，通過共價鍵、配位鍵和弱作用構造多金屬中心分子和超分子化合物，研究其在光、電、磁、氧化還原等方面的性質以及分子內和分子間的相互作用；設計新型杯芳烴分子及其組裝體系，研究各種由非共價鍵的分子間弱相互作用力結合起來的超分子體系的特征及其相互作用規律，進一步探索其在材料、能源、環境、生化、仿生醫學和催化等領域的應用。
材料無機化學方向：主要研究新型功能材料和功能復合材料的組成、結構與性能的關系。通過對材料組成和結構的設計研制出具有特定功能的新型材料。其中，以先進鋰離子電池材料的制備及性能研究為重點，研究并開發下一代鋰離子電池正、負極材料；對目前鋰離子電池正、負極材料的研究熱點材料進行合成工藝改進和性能優化；研究新的、適用范圍廣的鋰離子電池電解液；鋰離子電池材料的回收及利用研究等。
2.分析化學
稀有及放射性元素分析化學：開展錒系元素化學理論研究，解決“鈾元件中雜質元素的分離工藝”難題，研究核電站運行和輻射環境防護中的化學分析問題。
化學信息與計量學：研究迅速而經濟地獲取有關被分析物質系統化學組成和結構的準確信息的最優方法，研究內容包括：最優化方法、模型化與參數估計、校正、分析信號處理、因子分析、模式識別、庫檢索、構效關系、人工智能等。
有機新試劑合成與電分析化學：研究有機新試劑的合成方法、性能、結構表征，新型傳感器的開發、電分析化學儀器與方法創新，現代電分析化學在生命科學、能源科學、環境科學等領域的應用開發。
環境分析化學：研究環境污染物質的組成、結構、狀態以及含量的分析化學。開展大氣、水、土壤、放射性廢物等環境污染物質的價態、形態分析，結構分析，同系物、異構體分析，微區、薄層、表面分析等分析方法的創新及應用研究。
生物、有機質譜分析：通過有機質譜儀離子源的自主研制和開發，探索并建立多種新型無需樣品預處理的原位、快速、實時、活體、在線、高靈敏、高特異性和高通量的質譜分析檢測方法和平臺，為環境監測與控制、工業過程分析與控制、商品檢驗、食品監測與分析、檢驗醫學、生命科學、公共安全、生物分析等重要領域的研究以及代謝組學、蛋白質組學、中醫藥現代化和國際化等方面的研究提供技術支撐體系和創新平臺。
3.有機化學
有機合成化學：研究各種有機化合物的合成方法和理論以及有機化合物之間相互轉變規律的。本方向主要研究內容有：綠色合成、酶催化合成、不對稱合成、及有機合成新方法等。
物理有機化學：用定量和數學的方法研究有機化學。本方向主要研究內容有：有機化學取代基效應的定量關系、分子構效方法學、分子結構信息參數提取、計算有機化學以及有機物電子光譜的溶劑效應等。
有機分析化學：通過化學分析和儀器分析方法與技術研究有機化學。本方向主要研究內容有：天然產物分析、結構分析、質譜分析、醫藥化工產品分析方法等。
應用有機化學：研究工農業生產、國防和人們日常生活中的有機物質的分離、合成、研制及其功能與作用機制的分支學科。本方向主要研究內容有：有機材料、有機生物活性分子、精細有機化學品、有機中間體、新型農藥的創制與開發、天然產物和藥物的分離與提取等。
4.物理化學
膠體與表面化學：研究表面活性劑分子有序組合體的物理化學性質及其在生命科學、日用化學品、環境保護等行業中的應用；
電化學：從事導電高聚物電化學、生物電化學和環境電化學及其應用的研究；
光化學：研究光與物質的作用、能量的傳遞、光電轉換及其在工程技術中的應用；研究納米材料的制備、性能、表征及其應用；
納米材料：應用量子化學程序研究物質的性質及其反應機理，從微觀上揭示物質的結構與其性質的關系。
5.高分子化學與物理
新型高分子合成：主要包括縮聚、離子聚合、逐步偶聯聚合、乳液聚合、高分子化學改性等。通過以上合成與改性技術得到具有特殊功能和性能的高分子材料。
功能高分子：主要研究領域有梯形高分子、液晶高分子、水溶性高分子、含能高分子以及生物相容及環境友好高分子等。研究功能高分子的合成方法及其結構表征方法，從中找出性能與結構之間的規律，為高分子的設計提供依據。
多相聚合物及其結構與性能研究：主要研究聚合物高性能化方法與技術，通過高分子合金化、復合化以及高分子改性等方法制備高性能的聚合物材料，并表征其多相體系的凝聚態結構，找出結構與性能之間的關系，為高分子新材料的設計提供依據。

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