金属氧化物高活性晶面的稳定性及其重构机理

项目名称： 金属氧化物高活性晶面的稳定性及其重构机理

项目编号： No.21203061

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理化学

项目作者： 杨晓华

作者单位： 华东理工大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 金属氧化物在工业应用和科学研究中都具有重要地位。而暴露有特殊高活性晶面的金属氧化物晶体由于在能源/环境领域的重要应用前景，已引起了广泛的关注。本项目将围绕金属氧化物高活性晶面的稳定性及其表面重构这一关键科学问题，利用理论计算与实验相结合的研究方法，拟实现以下具体研究目标:基于表面吸附剂对晶面能的调控作用，实现高活性晶面主导的金属氧化物平衡态计算和反应体系预测，并通过湿化学法可控合成具有高活性晶面的金属氧化物；借助先进的材料表征手段，阐明金属氧化物高活性晶面在不同环境或介质中的稳定性，及其表面重构过程的本质规律和微观机理；基于对材料应用性能的系统分析，探讨高活性晶面的稳定性对性能的影响机制；通过对高活性晶面微观表面结构的调控，提出改善高活性晶面稳定性的有效方法。该项目的研究成果将为高活性晶面主导的金属氧化物在新能源领域的高效应用提供理论依据，同时对其他晶态材料的稳定性研究具有重要的借鉴作用。

中文关键词： 金属氧化物；高活性晶面；锐钛型二氧化钛；稳定性；

英文摘要： Metal oxides are of great importance in scientific research and industrial applications. Metal oxide crystals bounded by high-reactive facets demonstrate the potential applications in clean energy and environment areas. This project will focus on the stability and reconstruction mechanism of high-reactive crystal facets of metal oxides. With the combination of theoretical calculations and experimental study, this project has the research targets as illustrated below. First-principles calculations will be applied to predict the reaction systems as well as the functions of various capping agents which can modulate the surface properties of metal oxide crystals. Metal oxide crystals bounded by high-reactive facets will be synthesized with these theoretical predictions. Using state-of-the-art characterizations, the stability and reconstruction mechanism of the high-active crystal facets of metal oxides will be investigated systematically in ambient environment or medium. The effect of the stability of high-reactive facets on the performances of metals oxides will be also explored. Through modifying the surface structures, the effective methods will be developed to improve the stability of the high-reactive crystal facets. The findings of this project will provide theoretical guidelines for the practical application

英文关键词： metal oxides；highly-acitive crystal facets；anatase TiO2；stability；