金属、氧化物复合催化材料中的表面科学问题

批准号:
11574157
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
张立新
依托单位:
学科分类:
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李劲、牛紫平、郝家磊、杨平、何春阳、郭玉、李洋、李亚茹
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中文摘要
金属和氧化物是性质差异比较大的两种材料。金属一般具有简单的原子结构,表面上有丰富的原子台阶,电子一般是非局域的;而氧化物一般具有较复杂的原子结构,表面上再构是主要的,电子一般却是局域的,且一般有较强的电子关联。将这两种材料在纳米尺度结合在一起,形成的新材料具有特别的表面、界面性质,应用前景广阔。本项目以工业上利用二氧化碳和氢气合成甲醇的金属、氧化物复合催化剂为研究对象,研究它们独特的表面、界面等原子结构和电子结构性质,以及相应的物理化学性质,目标是设计出更加高效、经济、安全的金属、氧化物复合催化材料,以期为相应的化学工业带来革命性变化,为最终消化、利用大气中威胁人类生存的温室气体指明技术创新和突破的研究方向。
英文摘要
Metals and oxides are quite different in atomic and electronic structures. Metals usually assume simple atomic structures. The surface is rich of atomic steps. The electrons are delocalized. On the other hand, oxides assume more complicated structures. The surface is usually reconstructed. The electrons are localized and highly correlated. New materials formed by combining the two distinct materials in nano scale will have unique surface and interface properties and can be applied in many applications. In this project, we will study the surface and interface atomic and electronic properties of the metal/oxide catalysts for methanol synthesis from CO2 and H2. Our aim is to design more effective, more economical, and safer catalysts. The conclusion of the project will be helpful to the upcoming revolution in chemical industry, and in reducing or even taking advantage of the green house gas released to the atmosphere that endangers the globe.
化石能源的过度消耗使大气中的CO2浓度急剧升高,导致全球气候变暖,对人类的生存和发展构成了巨大威胁。利用可再生能源,将CO2转换为化工原料,是解决该难题的潜在手段。科学上,CO2转换的核心问题和最大挑战为高效催化剂的设计与合成。经过4年的努力,我们对金属和氧化物形成的复合体系的复杂结构、对CO2氢化过程中的路径选择的机制和调制方法、对设计新型高效的CO2氢化催化剂的方法策略等有了全新和较完整的认识。这些规律的掌握对发展更高效的CO2转换方法有重要意义。我们共发表相关 SCI文章9篇,从研究组毕业博士2名,硕士10名。特别是,我们对下一步的工作有了清晰的思路,对将来产出更多的研究成果充满信心。
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 theoretical study of step edge geometry on sapphire(0001) and its effect on ZnO nucleation
蓝宝石(0001)台阶边缘几何形状及其对ZnO成核影响的理论研究
DOI:10.1007/s11467-018-0873-0
发表时间:2018-11
期刊:Frontiers of Physics
影响因子:7.5
作者:Yang Ping;Zhang Li Xin
通讯作者:Zhang Li Xin
DOI:10.1038/s41467-019-09269-9
发表时间:2019
期刊:Nature Communications
影响因子:16.6
作者:Zhu Jianqi;Wang Zhi Chang;Dai Huijia;Wang Qinqin;Yang Rong;Yu Hua;Liao Mengzhou;Zhang Jing;Chen Wei;Wei Zheng;Li Na;Du Luojun;Shi Dongxia;Wang Wenlong;Zhang Lixin;Jiang Ying;Zhang Guangyu
通讯作者:Zhang Guangyu
Tuning the Si(100) surface by Pb to yield high-Curie-temperature Si1-xMnx with MBE: A first-principles study
通过 Pb 调节 Si(100) 表面,利用 MBE 产生高居里温度 Si1-xMnx:第一性原理研究
DOI:10.1209/0295-5075/120/47001
发表时间:2017
期刊:EPL
影响因子:1.8
作者:Li Jin;Zhang Lixin
通讯作者:Zhang Lixin
Bifunctional mechanism of N, P co-doped graphene for catalyzing oxygen reduction and evolution reactions
N、P共掺杂石墨烯催化氧还原和析出反应的双功能机制
DOI:10.1063/1.5082996
发表时间:2019
期刊:Journal of Chemical Physics
影响因子:4.4
作者:Xue Xiong Xiong;Tang Li Ming;Chen Keqiu;Zhang Lixin;Wang En ge;Feng Yexin
通讯作者:Feng Yexin
The vertical growth of MoS2 layers at the initial stage of CVD from first-principles
从第一原理看 CVD 初始阶段 MoS2 层的垂直生长。
DOI:10.1063/1.5010996
发表时间:2018
期刊:Journal of Chemical Physics
影响因子:4.4
作者:Xue Xiong Xiong;Feng Yexin;Chen Keqiu;Zhang Lixin
通讯作者:Zhang Lixin
磁有序自组装结构构筑:弱键及磁耦合强度调控(领域四)
- 批准号:91227101
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张立新
- 依托单位:
半导体多晶薄膜中缺陷的形成与控制动力学
- 批准号:11274179
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张立新
- 依托单位:
石墨烯的掺杂及在燃料电池中的潜在应用:第一性原理计算研究
- 批准号:11074128
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:张立新
- 依托单位:
国内基金
海外基金
