碳纳米孔材料中扩散控制的化学反应研究

纳米孔材料中扩散控制的化学反应在化工、材料和生物医学领域有广泛的应用，是聚合物链增长、胶体晶体生长、气体分离、手性催化、生物物理等过程中最重要和最基本的过程。成功地设计新的催化剂需要精确地确定在催化剂反应孔空间内的有效扩散及其对化学反应的影响。因此，限定在纳孔材料中流体发生的化学反应及其传递过程一同构成的复杂体系，成为当前科学研究和实际生产中最富挑战的课题之一。由于一些小分子（如水、甲烷、甲醛、甲酸等）的分解可以产生氢气而没有一氧化碳和二氧化碳的释放，可以大大降低产氢过程中分离、提纯和固碳等技术的费用，减少空气污染，为氢能源的生产开辟新的途径。本项目将以此为研究体系，运用多种理论和模拟的方法，从微观层次上认识碳纳米管等多种碳孔材料对小分子分解反应的影响，分析该过程中反应物和生成物的传递行为以及扩散机制和反应机理的本质联系，为设计具有优良催化活性的碳纳米孔材料和氢能源的研究开发提供依据。