《原位SERS研究表面等離激元誘導化學反應及機理》是依託哈爾濱工業大學，由徐平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原位SERS研究表面等離激元誘導化學反應及機理
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐平
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表面等離激元(SP)誘導化學反應的研究始於2010年，是等離激元光子學領域研究的重點和熱點之一，亦是催化反應研究領域的一個新方向。目前的研究主要集中於氨基和硝基的偶聯反應，SP直接誘導其它類型化學反應的研究仍處於探索和起步階段。在前期研究基礎上，本項目擬從適用於表面增強拉曼光譜(SERS)研究的金屬納米結構的可控合成出發，提出在製備的SERS基底材料和具有分級結構的納米材料上，利用原位SERS技術系統研究SP誘導氧化、還原、官能團修飾或去除、成環開環等化學反應，探索完成一些常規催化劑難以實現或不能實現的化學反應。通過實驗和理論研究，揭示材料結構、形貌和尺寸以及雷射波長、功率和反應氣氛對相關化學反應的影響，闡明所研究化學反應中SP的作用機理，為SP誘導化學反應這一新興方向的深入研究和拓寬發展打下堅實的科學基礎，為催化反應的研究提供一些新的思路和方法。
結題摘要
表面等離激元(Surface Plasmon, SP)誘導催化反應是等離激元光子學領域研究的重點和熱點之一，亦是催化反應研究領域的一個新方向。本項目從適用於表面增強拉曼光譜(SERS)研究的金屬納米結構的可控合成出發，提出在製備的SERS基底材料和具有分級結構的納米材料上，利用原位SERS技術系統研究SP誘導氧化、還原、官能團修飾或去除、成環開環等化學反應，探索完成一些常規催化劑難以實現或不能實現的化學反應。研究證實，在硝基轉為偶氮的反應中，SP提供熱電子；在氨基轉化為偶氮的反應中，SP起原位加熱和活化氧的作用；在貴金屬納米結構中，引入TiO2、MoS2等半導體材料可以進一步調控SP誘導催化反應的速率。研究發現，SP可以直接誘導苯環硝基化、石墨烯氯化等反應，利用原位拉曼技術可以實現[2+2]環加成及其逆反應。本項目的研究還發現了MoS2、MoSe2、ReS2、VO2等二維半導體材料可以通過化學增強機理作為SERS基底材料，對上述材料的相變誘導增強機理進行了合理的解析。本項目的研究為SP誘導化學反應這一新興方向的深入研究和拓寬發展打下堅實的科學基礎，為催化反應的研究提供一些新的思路和方法。
