水与极性氧化物薄膜的相互作用

项目名称： 水与极性氧化物薄膜的相互作用

项目编号： No.21273276

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： 郭沁林

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 78万元

中文摘要： 本课题拟在超高真空条件下制备极性氧化物薄膜(包括氧化镁（MgO(111)），氧化铈（CeO2(111)）, 三氧化二铬（Cr2O3(111)）和四氧化三铁（Fe3O4(111)）薄膜)和纳米金属颗粒（镍（Ni）,金（Au）和铁（Fe））沉积的金属/氧化物体系，并用多种电子能谱和真空表面分析技术原位测量水（H2O）吸附在它们表面的几何结构和电子结构，了解H2O在不同氧化物表面的吸附、脱附和解离过程。通过实验，详细研究极性氧化物以及金属纳米颗粒修饰的氧化物表面对水吸附构型的影响，深入探讨水分子与极性氧化物表面相互作用的机理。本项目将收集实验室数据，为研发可以解离水的高效催化材料和表面纳米体系提供基本的科学依据。课题的开展还将有助于在分子和原子水平进一步理解水对固体表面的氧化机理。

中文关键词： 水的吸附和解离；有序氧化物薄膜；金属纳米颗粒；极性氧化物表面；表面再构

英文摘要： Polar oxide thin films, including nicke oxide (NiO(111)), cerium oxide (CeO2(111)), chromium oxide (Cr2O3(111)) and magnetic iron oxide (Fe3O4(111)) films, and nano particles of nickel(Ni), gold(Au) and iron(Fe) deposited on them, metal/oxide systems, will be prepared under ultrahigh vacuum condition. The adsorption, desorption and dissociation of water (H2O) on those designed surfaces will be studied in situ by using various electron spectroscopies and surface analytical techniques. Experimentally, the studies will be focused on the surface geometric structure, electronic structure as well as the process of dissociation and desorption of water. The dependence of water adsorption on the polar oxide surfaces and metals modified oxide surface, and the interaction between water and oxide surfaces will be carefully investigated. The exprimental data will be carefully collected, which can be used for designing and developing the advance materials for water dissociation. Also, our studies will be helpful to further understand the mechanism of oxidation on the solid surfaces with water.

英文关键词： adsorption and dissociation of water；ordered oxide films；metal nano-particles；polar oxide surface；surface reconstruction