多孔固體中的電子轉移機制與功效

《多孔固體中的電子轉移機制與功效》是依託上海交通大學，由陳接勝擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：多孔固體中的電子轉移機制與功效
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：陳接勝
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

隨著多孔固體在儲能、催化等領域的套用，對相關反應機理的研究和新性能的開發已成為多孔材料研究領域的熱點和前沿問題。由於存在特殊的骨架和孔道結構，多孔固體中的電子轉移行為有別於其他固體材料。本項目擬從多孔固體的設計合成出發，發展具有特定組成和結構的多孔固體的可控制備；圍繞電子在多孔骨架、骨架與客體分子或骨架與骨架之間的轉移機制進行深入研究，明確電子轉移的驅動力、影響因素及狀態；針對電子轉移過程在有機小分子的催化轉化、電化學及光電化學等功能體系中的機制與功效進行系統探索，建立電子轉移機制與反應功效之間的關係。本項目對於開發新型多孔固體材料、從原子和分子水平認識多孔固體中電子轉移過程與功效、促進多孔固體在催化和電化學與光電化學體系中的實際套用具有重要意義。

結題摘要

本項目以多孔材料為研究對象，針對多孔材料在催化、儲能等套用領域的關鍵指標，在具有特殊結構和組成的多孔固體的設計合成方面取得一系列可喜的成果：實現了分子篩晶體中微孔-介孔複合體系的構築，最佳化了分子篩材料在催化套用中的物質傳輸效率和催化穩定性；通過在多孔晶體材料內引入功能化納米粒子，實現了分子篩擇形催化和納米粒子高催化活性的集成；通過一維-二維等級碳結構的複合及多級孔結構的最佳化，獲得了系列高效複合電催化材料和電極材料；無機納米空心多孔結構的合理設計提升了該類材料的催化活性和作為能源材料的各項想能指標。基於多孔固體材料孔結構和組成的可控制備，本項目進一步研究了多孔固體材料中“電子布居與固體催化活性的構效關係”，利用多種組分與多孔材料的界面、化學相互作用的調控，實現了多孔固體材料中給電子能力、載流子密度和氧化還原能力的調控，進而調變材料在催化、儲能等領域的套用性能。這些研究進展對於開發新型多孔固體材料、從原子和分子水平認識多孔固體中電子轉移過程與功效、促進多孔固體在催化和電化學與光電化學體系中的實際套用具有重要意義。項目運行以來，共發表SCI論文83篇，其中影響因子大於10的期刊上發表論文21篇；申請國家發明專利28項，授權發明專利22項。在人才培養方面，共培養碩士博士研究生 40餘人 人，已有32 人獲得碩士/博士學位。