《现代化学研究方法与技术》是在中山大学多年研究生化学实验教学研究、教学改革及实践的基础上编写而成的。全书紧密结合中山大学化学学院公共仪器中心的仪器设备，共编入28个实验，既有研究型实验，也有开放型实验。在介绍各种现代化学实验的同时，力图反映现代化学研究方法与技术在学科发展前沿的应用与实践，着重培育研究生的独立操作能力、分析问题及解决问题的能力。
本书可作为化学类和近化学类专业（如生物、医学、药学、化工、食品、农林、材料科学与工程、环境科学与工程等）研究生的教材，亦可供相关科研与教学人员参考借鉴。

第一部分 计算化学与仿真模拟 1
实验一深地极端条件化学合成的虚拟仿真与实地观摩1
实验二金属团簇催化小分子活化机制的量子化学计算6

第二部分 材料合成与晶体工程 15
实验三四三苯基膦钯的无水无氧合成15
实验四X射线单晶衍射法测定小分子结构21
实验五激发态分子内质子转移有机分子的合成与光致发光性能27
实验六蛋白质表面电荷性质对MOF仿生矿化的影响规律研究31

第三部分 结构表征与谱学分析 40
实验七飞秒瞬态吸收光谱实验：光激发态动力学测量与分析40
实验八X射线粉末衍射追踪化合物结构动态转化46
实验九Au(111)表面原子结构的超高真空STM原位观测50
实验十球差校正TEM表征金属单原子催化材料微结构56
实验十一 扫描电镜在MOF纳米材料研究中的应用63
实验十二1H NMR定量测定乙酰丙酮互变异构体68
实验十三二维核磁共振技术解析复杂有机分子结构70
实验十四圆二色光谱法定量手性金属配合物对映体热力学参数78
实验十五激光显微拉曼光谱技术在物质结构分析中的应用86
实验十六X射线吸收谱仪表征分子筛中铜配位环境90
实验十七MOF单晶-单晶转变的动态化学实验97

第四部分 材料性能与催化应用 104
实验十八金属有机框架HKUST-1的BET比表面积与孔隙率分析104
实验十九HKUST-1气体吸附等温线测定及分离选择性评价114
实验二十同步热分析-红外-质谱联用探究材料热解机理128
实验二十一Evans Method 测量顺磁性物质溶液相磁矩132
实验二十二多孔晶态材料的高压甲烷吸附行为研究138
实验二十三电催化分解水产氢146

第五部分 分析检测技术 152
实验二十四流式细胞仪在细胞凋亡检测实验中的应用152
实验二十五固相微萃取技术与气相色谱法联用检测水体中的BTEX污染物156
实验二十六液相色谱-质谱法检测大环内酯类抗生素161
实验二十七紫外-可见分光光度计拆解与组装165
实验二十八高效液相色谱系统拆装与测试170

在当今这个科技日新月异的时代，现代化学研究已远远超越传统实验的单一范畴，发展成一个融合多学科知识、跨越多个尺度的系统性科学工程。从微观层面的量子化学计算到宏观材料的功能化应用，从静态结构的精细解析到动态过程的实时追踪，现代化学研究方法与技术正以空前的精度和维度，揭示着物质世界的深层次规律。
《现代化学研究方法与技术》一书正是在这一背景下应运而生。本书紧密依托中山大学化学学院公共仪器中心的先进设备，系统整合出“理论计算—制备合成—动态表征—功能评价—分析检测”的全链条研究方法，旨在构建一个“工具驱动认知，数据重构理论”的现代化学研究方法与技术框架，培养兼具创新思维与工程转化能力的复合型人才。
本书的核心特色在于其鲜明的学科交叉性和持续的技术迭代性。全书共分为五个精心设计的模块：
① 计算化学与仿真模拟。该模块通过深地极端条件仿真的虚拟实验与量子化学计算，不仅为金属团簇催化机制提供了坚实的理论依据，更与实地合成技术形成了“计算指导实验、实验反馈模型”的良性循环。
② 材料合成与晶体工程。该模块强调“精准控制”与“功能导向”，从无水无氧合成技术到仿生矿化调控，从单晶结构解析到光致发光材料设计，充分体现了“分子工程”思维对传统合成化学的革新。
③ 结构表征与谱学分析。该模块凸显现代化学研究的“动态化”与“原位化”趋势，通过飞秒瞬态吸收光谱、超高真空扫描隧道显微镜、球差校正透射电镜与X射线吸收谱联用等先进技术，构建起从微观结构到介观组装行为的分析体系。
④ 材料性能与催化应用。该模块聚焦“结构-功能”关联的工程验证，通过高压气体吸附、同步热分析-红外-质谱联用、电催化分解水等实验，有效搭建起基础研究与产业需求之间的桥梁。
⑤ 分析检测技术。该模块强化化学研究的“社会响应力”，从环境污染物检测到药物分析，从仪器拆装实践到联用技术开发，全方位培养研究者解决复杂实际问题的技术素养。
本书以“方法论创新”为主线，通过五个模块、二十八项精心设计的实验，引导研究生建立三大核心能力：多尺度认知能力、动态过程解析能力、数据整合决策能力。这些能力的培养，将为研究生未来的科研生涯奠定坚实基础。
本书编写人员由中山大学化学学院教学一线的教师组成，他们凭借丰富的教学经验和优秀的学术造诣，共同打造了这部具有前瞻性和实用性的教材。本书的具体编写分工如下：李满荣编写实验一，石文编写实验二，李忠曙编写实验三，潘梅和范雅楠编写实验四、五、八、十七和二十，陈国胜编写实验六，王旭东编写实验七，杨振宇和宋海利编写实验九至十一，胡谷平编写实验十二，焦志威和胡水共同编写实验十三，侯雅君编写实验十四，吴嘉仪编写实验十五，朱敏和姜久兴共同编写实验十六，韦张文和江继军共同编写实验十八和十九，胡谷平和李忠曙共同编写实验二十一，陈成侠编写实验二十二，王旭东和陈洪燕共同编写实验二十三，黄晶晶编写实验二十四，徐剑桥、朱芳编写实验二十五，朱新海编写实验二十六，陈滔编写实验二十七，朱芳、肖华编写实验二十八。侯雅君和熊杨杨负责校订，全书由江继军、朱芳主编并统稿。
在编写过程中，本书得到了广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目中山大学研究生教育教学改革项目、广东省学位与研究生教育改革研究项目、广东省研究生示范课程建设项目的大力支持，以及学校研究生院、学院领导和众多老师的积极帮助，在此一并表示衷心感谢。
由于编者学识水平和经验有限，书中难免存在不足之处。望广大专家和读者能够不吝指正，提出宝贵意见，以便编者不断改进和完善。

《现代化学研究方法与技术》教材编委会
中山大学化学学院
2025年12月于广州