金属和金属氧化物纳米晶体的表面结构控制及功能调控

表面与界面是各类材料的特殊和关键的组成部分，表面与界面的结构直接决定了材料的某些化学和物理性质。本项目运用结构化学和表面科学基本原理和研究方法，通过晶体生长环境的控制和定向化学刻蚀，实现了纳米晶体表面结构的可控制备，进而调控其晶面相关的物理化学特性：提出了通过过饱和度控制微纳米晶体表面能的理论，并以此理论为指导，设计合成了一系列具有不同表面能晶面的微纳米晶体；成功地制备了一系列高指数晶面裸露的Au、Pd、Pt及其合金纳米晶体，并研究其表面结构与相关催化等物理化学性质的关系；发展了UPD辅助合成贵金属纳米合金的方法，成功制备了{hkl}高指数晶面裸露的Au-Pd纳米晶及比例可调的八面体Pt-Cu纳米合金等；控制合成了具有高能面裸露的SnO2、Cu2O、TiO2等微纳米晶体，并对其气敏和催化性质进行了测试；使用“自上而下”定向化学刻蚀的方法合成出具有螺旋结构的ZnO纳米材料以及具有可见光区荧光且波长可调的MgO纳米晶簇。以ZnO@ZIF 8纳米棒为例研究了半导体氧化物@MOF核壳结构的制备，实现了分子尺寸选择性的光电检测；通过对光催化剂不同晶面的选择性负载提高其光生载流子分离效率。