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本方向建立于1952年。1982年开始招收物理化学方向硕士研究生， 1985年与北京大学联合授予第一批硕士学位。 2003年取得硕士学位授予权。本学科方向在1985年就承担国家自然科学基金项目。曾获河北省科技进步二等奖和多项科技进步三等奖。近年来已在《Phys. Rev. A》、《Macromolecules》、《Chem. Phys. Lett.》、《中国科学》、《Phys. Scri.》、《Inter. J. Chem. Kine.》和《物理化学学报》等刊物上发表论文86篇。目前承担有国家自然科学基金项目一项，省级课题多项。
学术带头人王海军教授在分子簇合物的聚集态物理和量子光学研究方面已发表多篇高水平的学术论文，被遴选为分析化学博士研究生导师。学术带头人申世刚教授被评为河北省十大杰出青年。
物理化学学科经过多年来的建设与发展，在高分子凝聚态结构的统计理论、氢键簇合物生长动力学理论、金属配合物反应动力学、高吸水吸油树脂吸附机理与热固性树脂固化反应动力学、化学振荡反应研究方面，具有鲜明特色。
1．原子、分子聚集态的统计力学
①高分子凝聚态结构的统计理论研究方面：侧重于高分子聚集态结构和高分子材料性质的统计力学研究。具体涉及到高分子固化反应的溶胶－凝胶相变本质问题、高分子凝胶网络的网络结构参数计算、高分子链段的跨膜输运、特殊相互作用所致的相分离和微相分离以及支化高分子溶液的统计理论等方面的研究。 ②氢键簇合物生长动力学理论研究方面： 侧重于有关氢键形成的统计理论和氢键簇合物的物理化学方面的研究，主要研究对象为氢键液体和氢键溶液体系。具体研究氢键形成过程中体系自由能和氢键度的关系、氢键体系中的几何相变、氢键体系的状态方程和涨落效应以及基于氢键组装而成的膜的统计理论等问题。③超冷原子分子的光学和电子特征研究方面：主要涉及应用密度泛函理论研究超冷原子和分子的统计特征、在磁光阱中的分布、原子分子之间合作的集体效应、超冷原子和分子与激光的相互作用、超冷原子和分子在量子计算和量子信息领域的潜在应用等方面的问题。
2. 化学反应动力学
①金属配合物反应动力学研究方面：开展了过渡金属超常价态配离子氧化反应动力学，提出了以质子化程度较低的配离子为活性中心双电子转移，自由基和多步前期平衡的反应机理。铂等配合物配体交换、取代、氧化反应动力学及机理。②高吸水吸油树脂吸附机理与热固性树脂固化反应动力学研究方面：主要研究了高吸水树脂、环氧树脂的制备、合成动力学过程及机理，提出了动力学控制阶段固化反应遵循着自催化动力学机制。研究成果对开发新型功能高分子材料具有重要的理论指导意义。③电位法用于生物摄取物质为底物的化学振荡反应研究方面：主要研究了生命摄取物和代谢过程中活性物质参与的振荡反应，为模拟生命体内的糖酵解化学提供了实验和理论依据。
3.催化剂的合成研究与应用
①固体酸和固体碱催化剂的合成、表征及应用研究方面：利用环境友好的固体酸（如ZrO2/SO42-，TiO2/SO42-，Fe2O3/SO42-，杂多酸、沸石、脱蒙土等）及固体碱（如Al2O3，KF/Al2O3等）为催化剂，对-些化学反应进行催化研究，为实现绿色化学反应提供了重要的实验依据。②酶的固定化及其催化作用研究方面：以高等植物为原料，提纯了β-半乳糖苷酶，并采用了多种方法对其进行了固定化，并研究了酶固定化反应动力学。利用该固定化酶对牛奶中的乳糖进行催化降解反应，研究成果具有鲜明特色。③后过渡金属催化剂在烯烃聚合物中的催化活性与选择性研究方面：以N，N-双齿配体的镍、钯、钴等为催化剂，研究其在烯烃聚合反应中的催化活性与选择性，有效地实现了催化剂的设计、分子裁剪和功能高分子材料的合成。
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