课题基金 / 基金详情

二维材料限域单原子催化剂活性中心本质及构效关系

批准号:
12074048
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
甘立勇
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质电子结构
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
甘立勇

项目摘要

结项摘要

甘立勇的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
活性中心物理本质一直二维材料限域单原子催化剂(two-dimensional materials confining single-atom catalysts, 2DM©SACs)研究的前沿焦点问题。尽管人们对2DM©SACs中心单元在催化反应前后的成键以及电子状态展开了大量研究。但是,在催化过程中,尤其是在额外施加光照、电极电压等工作条件下,活性中心单元的配位结构及其形成的微观机制依然不明确。本项目拟在普遍热力学及动力学框架下,通过第一性原理并结合分子动力学,深入研究2DM©SACs活性中心配位结构,重点围绕其在工作条件下的动态演化,揭示活性中心位本质;选取具有巨大应用前景的新型制氨工艺—光(电)催化固氮作为探针反应,总结成分-结构-性能的构效关系。本项目的研究有利于揭示2DM©SACs在工作条件下的新现象、新规律,丰富与发展光(电)催化的基础理论。
英文摘要
The physical nature of active center has always been the cutting-edge research focus in the community of two-dimensional materials confining single-atom catalysts (2DM©SACs). Great efforts have been made to uncover its bonding and electronic states before and/or after catalytic reaction. However, the detailed structural dynamic evolution under operation conditions, particularly illumination and electrode potential, and the underlying mechanism remain elusive. In this proposal, we will systematically investigate the local configurations of the active centers and especially their dynamic evolution under operation conditions in the framework of thermodynamics and dynamics. In addition, photo-/electro-catalytic N2 fixation will be selected as the probe reaction to disclose the structure–performance correlations of 2DM©SACs. The present project is expected to provide new guidelines for the development of practical 2DM©SACs and contribute to theoretical enrichment of basic understandings in photo-/electro-catalysis.
近年来,二维材料限域单原子催化剂(two-dimensional materials confining single-atom catalysts, 2DM©SACs)的研究逐渐成为催化前沿的焦点。尽管人们对2DM©SACs中心单元在催化反应前后的成键以及电子状态展开了大量研究。但在催化过程中,尤其是在额外施加光照、外加电压等工作条件下,活性中心单元的配位结构及其形成的微观机制依然不明确。本项目拟在普遍热力学及动力学框架下,深入研究2DM©SACs活性中心配位结构,重点围绕其在工作条件下的热力学演化,揭示催化反应机理以及活性中心位本质。在项目的4年执行期内,申请人还拓展至实验研究,通过多尺度理论模拟紧密结合原位实验表征,系统研究能源材料优化设计和在工况下的基本物理化学机制,并积极探索催化剂宏量制备方法,取得了系列创新成果。(1)自主设计原位反应池装置,结合原位拉曼/红外和理论模拟全面解析催化反应机制,揭示活性位点微结构及其动态演变规律。(2)原子尺度精准构筑活性中心,调控关键中间体在活性位点上的稳定性,提高光/电催化反应效率与选择性。(3)高通量计算指导高性能光催化剂合成以及高效、低成本催化剂的宏量制备。项目执行期间在Adv. Mater.(3篇)、Energy Environ. Sci.、Adv. Funct. Mater.(2篇)、Nano Energy(8篇)等国际著名期刊上发表SCI收录论文36篇。在项目执行期间共(协同)培养博士后4名(出站1人,在站3人),博士生12人(毕业5人,在读8人),硕士生12人(毕业4人,在读8人),培养的研究生有 1 人获国家奖学金。项目组成员还参加了中国材料大会、第十三届计算纳米科学与能源材料国际会议、首届世界能源材料大会-光催化分会等会议。
高效光热驱动CO2还原负载型催化剂服役态活性位点精准构筑及宏量制备
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    甘立勇
  • 依托单位:
服役态单原子催化剂活性中心本质及构效关系
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    甘立勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金