用表面物理方法研究一维限域的各向异性金属表面上甲烷的脱氢偶联反应

项目名称： 用表面物理方法研究一维限域的各向异性金属表面上甲烷的脱氢偶联反应

项目编号： No.11374374

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 钟定永

作者单位： 中山大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 空间限域下的分子有可能表现出意想不到的物理和化学行为。在表面一维限域的化学反应中，由于各向异性表面具有特殊的原子级尺寸结构，吸附分子的取向和迁移受到强烈限制，使分子上特定的化学键优先活化并有选择地促成特定化学反应的发生。本项目利用超高真空扫描隧道显微镜(STM)和质谱技术，结合密度泛函理论计算，从原子级尺度上研究各向异性金属表面上吸附分子在一维限域下的物理和化学过程。本项目研究短链烷烃分子特别是甲烷在各向异性金属表面的碳氢键活化和碳碳偶联反应。基于表面一维限域化学反应概念，探索把短链烷烃转化为长链碳氢化合物的新型催化材料和过程，结合密度泛函理论计算模型分子-表面系统的基本表面过程，深入理解一维限域表面物理化学的基本机制。项目的核心目标是通过表面一维限域催化实现气态甲烷向大分子烷烃(C2+)、非饱和碳氢化合物或其他功能化衍生物的转化。

中文关键词： 扫描隧道显微镜；表面科学；表面纳米结构；表面催化；碳氢键活化

英文摘要： Spatially constrained molecules may exhibit unexpected physical and chemical behaviors compared to unconstrained systems. In a one-dimension (1D) constrained surface reaction, the diffusion and orientation of reactant molecules adsorbed on an anisotropic

英文关键词： Scanning tunneling microscopy；Surface science；Surface nanostructures；Surface catalysis；Carbon-hydrogen bond activation