介孔氧化钛表面反应与传递调控机制的介尺度分子模拟

项目名称： 介孔氧化钛表面反应与传递调控机制的介尺度分子模拟

项目编号： No.91334202

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陆小华

作者单位： 南京工业大学

项目金额： 300万元

中文摘要： 介孔材料在多相催化中表现良好应用前景。但介质在介孔内的反应和传递不同于宏观，必须弄清界面复杂结构和作用，才能揭示其调控机制。介孔TiO2可显著提高催化剂活性，但由于多种晶型晶面存在，人们对其表面认识不清。实验现象是不同尺度复杂结构和作用力共同作用的结果，对于具有纳微介尺度孔道催化剂的设计，其传递和催化反应机制须同时关注。单纯实验表征无法精确分析微观现象；分子模拟发现TiO2表面极性流体流动显著提高。量化计算发现水分子在高活性TiO2晶面自发解离，表现不同的Br？nsted酸碱性，影响其催化性能。对于带反应的粗糙界面处流体的行为，需要耦合现有模拟方法。反应力场方法同时考虑反应和传递，且能针对较大体系，可定量考察反应机理及体系组成变化的关系。界面粗糙度对催化稳定性影响很大，须采用界面粗粒化的新介尺度模拟方法处理。壁面滑动非平衡MD用来考察体系粘度、摩擦系数等性质，建立介尺度下多相催化传质模型。

中文关键词： 直接合成H2O2；性能调控；传质速率；界面粗糙度；粗粒化力场

英文摘要： Mesoporous materials show great prospect in heterogeneous catalysis. However, the reaction and transportt in mesopores differ from that in the macro-scale, so the complicated structure and intra/interaction of the interface must be clarified to reveal the

英文关键词： direct synthesis of H2O2；performance regulation；mass transfer rate；interfacial roughness；coarse-grained force field