《美國化學(xué)會(huì)志》報(bào)道我校化學(xué)院理論催化研究新進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-06 10:48:29學(xué)院：化學(xué)與分子工程學(xué)院學(xué)校：華東理工大學(xué)
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近日，《美國化學(xué)會(huì)志》（JACS）在線報(bào)道了我?；瘜W(xué)院計(jì)算化學(xué)中心龔學(xué)慶教授課題組的研究成果“Unique Electronic and Structural E?ects in Vanadia/Ceria-Catalyzed Reactions”（J. Am. Chem. Soc., 2015, doi: 10.1021/jacs.5b07939；文章鏈接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b07939），該工作由博士生吳新平完成。
釩基催化劑被廣泛應(yīng)用于許多重要工業(yè)領(lǐng)域，特別是有大量實(shí)驗(yàn)研究指出含單個(gè)釩原子的單體釩氧化合物團(tuán)簇（VOx）與稀土二氧化鈰載體表面具有強(qiáng)相互作用，并且其對于選擇性氧化脫氫（ODH）反應(yīng)具有極高的催化活性。但是，由于材料實(shí)際結(jié)構(gòu)的多樣性及復(fù)雜性，這種活性的產(chǎn)生機(jī)制一直未能得到合適的理論解釋，極大地制約了新型高效催化劑的設(shè)計(jì)。由此，龔學(xué)慶教授及其博士生吳新平借助密度泛函理論（DFT）計(jì)算，先從原子尺度上對這種材料的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性進(jìn)行了大量系統(tǒng)性的理論研究，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)探索了結(jié)構(gòu)與活性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)一些亞穩(wěn)態(tài)的單體如VO3和VO4對于催化活性具有主要貢獻(xiàn)，同時(shí)還提出了一類新穎的指標(biāo)（New Empty Localized States, NELS）來有效衡量表面活性氧物種的催化能力，較好的解釋了其獨(dú)特的電子及結(jié)構(gòu)效應(yīng)。該研究為相關(guān)工作提供了針對新型高效選擇性氧化脫氫催化劑設(shè)計(jì)的普適規(guī)則，為深入理解此類反應(yīng)體系獲得了理論基礎(chǔ)。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金“創(chuàng)新研究群體”以及“優(yōu)秀青年基金”項(xiàng)目的資助，前期工作也得到了盧冠忠教授領(lǐng)銜的“973”項(xiàng)目的支持。
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