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极性/非极性稀土氧化物薄膜表面功函数与不同尺度水的吸附行为研究
结题报告
批准号:
11864024
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
46.0 万元
负责人:
薛名山
依托单位:
学科分类:
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈亮、王芊、姚瑶、秦信帝、黄巧力、严梦华
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中文摘要
水与金属氧化物的界面相互作用在催化、电化学、仿生学、腐蚀与防腐等诸多领域都扮演着重要的角色。然而,水的吸附行为与氧化物表面几何结构和电子结构密切相关,其作用机理相当复杂。要揭示水在金属氧化物表面的吸附机理,首要的任务是弄清其表面电子结构对水吸附行为的影响。基于目前物理学上对微观分子水的吸附行为和仿生学上对宏观水的超亲水/超疏水性研究,本项目拟探索电子结构对不同尺度水(分子水+雾化水+水滴+水流)吸附行为(自上而下+自下而上)的影响。拟以氧化铈、氧化镧等稀土氧化物纳米薄膜为主要研究对象,利用极性/非极性取向氧化物薄膜在表面电子结构上的巨大差异,比较探索其功函数与水吸附行为之间的变化规律。侧重于比较分析薄膜表面(极性+非极性)微纳结构特征,构建微纳结构参量与功函数之间的定量关系,揭示出各种不同尺度的水的主要吸附特征和作用机理,为金属氧化物在催化、电子、仿生等领域的应用提供有价值的基础实验依据。
英文摘要
The interfacial interaction of water and oxide surface plays an important role in the fields of catalysis, electrochemistry, bionics, corrosion science, and so on. However, the internal mechanisms are rather complex because the absorption process of water is strongly associated with the surface geometric and electronic structures. To clarify the absorption behaviors of water at the surface of oxides, it is necessary to investigate the correlation between the electronic structures and the absorption behaviors of water. Based on the present studies on the absorption of water molecules in physics and superhydrophobicity / superhydrophilicity of water in bionics, this proposal will focus on the study on the effect of electronic structures on the absorption of water. Cerium and lanthanum oxides will be selected as the research object. Based on the huge difference of electronic structures for polar and nonpolar oxide surfaces, the change trend between the work function and the structural parameters will be found. Then, the effect of electronic structures on the absorption behaviors of water from water molecules to atomized water to water droplets will be investigated. Finally, the absorption characters and mechanisms of water at oxide surface will be revealed, which will provide valuable scientific data for their application in the fields of catalysis, electronics, bionics, and so on.
水与金属氧化物的界面相互作用在催化、电化学、仿生学、腐蚀与防腐等诸多领域都扮演着重要的角色。然而,水的吸附行为与氧化物表面几何结构和电子结构密切相关,其作用机理相当复杂。要揭示水在金属氧化物表面的吸附机理,首要的任务是弄清其表面电子结构对水吸附行为的影响。基于目前物理学上对微观分子水的吸附行为和仿生学上对宏观水的超亲水/超疏水性研究,本项目按计划执行情况良好,达到了预期研究目标。首先,以氧化铈、氧化镧等稀土氧化物纳米薄膜为主要研究对象,利用极性/非极性取向氧化物薄膜在表面电子结构上的巨大差异,比较探索了功函数与水吸附行为之间的变化规律。其次,侧重比较分析了薄膜表面(极性+非极性)微纳结构特征,构建了微纳结构参量与功函数之间的定量关系。最后,揭示出了各种不同尺度的水的主要吸附特征和作用机理,为金属氧化物在催化、电子、仿生等领域的应用提供了有价值的基础实验依据。依据部分研究结果作为支撑材料,撰写了1部学术专著,发表了14篇SCI收录的学术论文,获得了1项中国发明协会科技进步二等奖。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A renewable and biodegradable all-biomass material for the separation of oil from water surface
用于从水面分离油的可再生且可生物降解的全生物质材料
DOI:10.1016/j.surfcoat.2019.05.002
发表时间:2019-08
期刊:Surface and Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:Wang Fajun;Xie Ting;Zhong Wei;Ou Junfei;Xue Mingshan;Li Wen
通讯作者:Li Wen
Effect of annealing on interior Vickers hardness and surface work function of light alloys
退火对轻合金内维氏硬度和表面功函数的影响
DOI:10.1088/2053-1591/ab470a
发表时间:2019-10
期刊:Materials Research Express
影响因子:2.3
作者:Ou Junfei;Xue Mingshan;Wang Fajun
通讯作者:Wang Fajun
The polydopamine-enhanced superadhesion and fracture strength of honeycomb polyurethane porous membranes.
聚多巴胺增强蜂窝状聚氨酯多孔膜的超附着力和断裂强度
DOI:10.1039/c9ra07887h
发表时间:2020-01-07
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Xue, Mingshan;Zhou, Dan;Ji, Yuwei;Xie, Yu;Li, Changquan;Zhao, Jinsheng
通讯作者:Zhao, Jinsheng
A multifunction superhydrophobic surface with excellent mechanical/chemical/physical robustness
具有优异的机械/化学/物理鲁棒性的多功能超疏水表面
DOI:10.1016/j.colsurfa.2022.128258
发表时间:2022-03
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
影响因子:--
作者:Yin Zuozhu;Zhou Dongpeng;Li Min;Chen Xiaoxiang;Xue Mingshan;Ou Junfei;Luo Yidan;Hong Zhen
通讯作者:Hong Zhen
A Facile Route to Fabricate Superhydrophobic Cu2O Surface for Efficient Oil-Water Separation
一种制备超疏水 Cu2O 表面以实现高效油水分离的简便方法
DOI:10.3390/coatings9100659
发表时间:2019
期刊:COATINGS
影响因子:3.4
作者:Lei Sheng;Fang Xinzuo;Wang Fajun;Xue Mingshan;Ou Junfei;Li Changquan;Li Wen
通讯作者:Li Wen
仿植物叶脉超亲水吸液芯的分形结构表面功函数与毛细性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    33万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    薛名山
  • 依托单位:
抗凝血氧化锌纳米薄膜表面特殊润湿行为与生物相容性研究
  • 批准号:
    51662032
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    39.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    薛名山
  • 依托单位:
低维氧化物半导体纳米材料的功函数和表面光伏行为研究
  • 批准号:
    51362023
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    51.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    薛名山
  • 依托单位:
极性金属氧化物超薄膜的表面构造与稳定特性研究
  • 批准号:
    21103084
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    薛名山
  • 依托单位:
国内基金
海外基金