《納米碳材料-貴金屬顆粒複合結構的同步輻射原位研究》是依託中國科學技術大學，由宋禮擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米碳材料-貴金屬顆粒複合結構的同步輻射原位研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：宋禮
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多種納米材料的有效複合和協同增效有望突破單一納材料的性能瓶頸。由於碳原子雜化軌道特有的性質，碳元素存在多種同素異構體，低維碳材料一直是納米材料研究的熱點之一。與此同時，貴金屬納米材料由於具有顆粒尺寸小、比表面積較大等優良特性，是目前清潔能源領域普遍採用的金屬催化劑。近年來碳材料-貴金屬複合結構的合成取得了一定的成功，然而其生長機制和構效關係尚不明了。我們在本項目中選取納米碳材料和貴金屬顆粒複合體系為具體研究對象，依託同步輻射光源，開發適用於XAFS原位表征的液相合成裝置和測試方法，結合質譜、UV-vis譜、第一性原理和多重散射理論，研究貴金屬納米晶在碳材料表面和內部的生長動力學過程；重點理解從貴金屬先驅體到納米顆粒的形核生長機制，最佳化實驗設計和合成參數，獲得尺寸、晶面可控的納米碳材料-貴金屬顆粒複合新體系。並結合電化學和其他測試手段，揭示不同複合結構與其催化等性能的內在聯繫。
結題摘要
按照年度計畫，項目成員圍繞納米碳材料和貴金屬等複合體系的設計、合成和同步輻射表征，逐步開展系統性研究工作。我們已成功地設計和合成了多種高性能的納米碳基複合材料體系，利用同步輻射X射線吸收譜學手段重點研究了複合新體系的生長過程，並探究了其微觀結構和電子結構。結合理論計算，我們逐步建立了複合材料性能與結構之間的內在聯繫，這些結果可以為新型碳基複合體系的理性設計、可控合成和同步輻射表征提供堅實的基礎。相關的研究成果總計發表SCI論文40餘篇，包括Advanced Materials（3篇），Advanced Energy Materials（3篇），ACS Nano（2篇），Small（3篇）等。申請中國發明專利2項，並應邀撰寫碳基複合材料與同步輻射表征的綜述，多次在納米材料和同步輻射相關的國際會議上做會議報告。此外，本項目執行期間，共培養博士15名（包含5位外國留學生）、碩士6名，其中5位研究生獲得國家獎學金，1位博士生獲得中國科學技術大學優秀博士論文。目前在讀研究生15名、外國留學生3名。在本項目的資助下，項目成員已經形成了納米材料實驗與理論緊密結合、同步輻射技術特色鮮明的青年隊伍，為後續的科學研究和項目承擔積累了寶貴的研究經驗和人員儲備。
