功能导向的纳米材料可控合成、结构、性能及其应用-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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功能导向的纳米材料可控合成、结构、性能及其应用

项目名称：功能导向的纳米材料可控合成、结构、性能及其应用
项目类别：创新研究群体科学基金
批准号：21221062
申请代码：B0101
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2013-01-01-2015-12-31

项目负责人：李亚栋
负责人职称：教授
依托单位：清华大学
批准年度：2012

中文摘要：

纳米科技领域主要探索物质在纳米尺度的合成、结构、性能及其应用，如何在纳米介观尺度范围内实现对材料结构与性能的调控，是纳米材料功能化及其应用的关键。本群体以清华大学无机化学学科为依托，以催化与能源材料功能为导向，从纳米材料结构与性能、理论与实验等角度入手，在低维纳米结构控制合成、性能研究及理论计算等领域取得了系列进展，发展了低维纳米结构合成方法学，建立了多种有效合成途径，合成了系列尺寸可控、性能优异的低维纳米结构材料，开展了纳米材料在催化、能源等领域的性能研究，为纳米材料在催化、能源等相关领域得到进一步的应用提供了材料基础和技术保障。本群体在影响因子大于6的期刊上发表论文60余篇，包括Nature1篇、Angew. Chem. Int. Ed. 20篇、J. Am. Chem. Soc. 10 篇、Adv. Mater. 16篇等，他人引用7000次。

中文主题词：金属；纳米晶；可控合成；构效关系；催化反应

英文摘要：

metal；nanocrystals；controlled synthesis；structure-property relationship；catalytic reactions

英文主题词： metal；nanocrystals；controlled synthesis；structure-property relationship；catalytic reactions

结论摘要：

本研究群体以“金属纳米晶可控合成、构效关系及催化反应”为整体研究方向，以金属纳米晶在催化领域的应用研究为导向，探索金属纳米晶催化剂合成、结构、负载、性能以及催化反应。研究内容主要集中在下述三个方面(1) 金属、合金及金属间化合物纳米晶的化学控制合成；(2) 金属纳米催化剂的负载技术研究；(3) 新型金属纳米催化材料的探索及新催化反应的发现。经过三年研究工作的开展，群体在上述三个方面都取得了实质性的进展，完成了预定的科学目标。在金属、合金及金属间化合物纳米晶的化学控制合成方面，探索了新的合成体系，开发出新的合成方法与技术，发展了金属、合金及金属间化合物纳米晶的合成方法学，探讨了金属纳米晶成核、生长的热力学、动力学对纳米晶体的组成、尺寸、形状、暴露晶面等与催化性能密切相关的微结构参数的影响。研究了双金属纳米合金材料的掺杂组分对其成核、生长的热力学和动力学性质的影响，为深入理解纳米晶的形成过程以及怎样通过掺杂手段改良纳米晶的催化性能提供了理论依据。在金属纳米催化剂的负载技术研究方面，开发了新型纳米催化负载技术，发展了以单分散金属纳米晶为结构单元的宏观组装体的构筑，探索了新型微孔和介孔载体材料，并利用这种结构实现了纳米催化剂的有效填充，通过纳米限阈效应提高催化剂的稳定性；研究了载体与活性组分之间的界面相互(协同)作用，探讨了载体表面缺陷、载体尺寸、载体结构等对担载催化剂稳定性的影响。在新型金属纳米催化材料的探索及新催化反应的发现方面，选择了不同类型的催化反应对金属纳米晶催化剂的活性、选择性、稳定性等重要数据进行了评价，探讨了纳米晶微结构与催化性能之间的相关性，并在此基础上进一步指导与优化催化材料的合成，开发出新型金属纳米催化剂；同时根据对催化反应热力学与动力学的研究，开展了新催化反应的探索。从实验和理论上加深了对于金属催化的三性活性、选择性、稳定性的理解，从化学键的本质、原子轨道、分子轨道深入理解了催化的本质。三年来，群体共发表文章108篇，在人才培养方面，共培养博士后10名、博士生12名、硕士生10名。

成果综合统计