基于量子阱态的表面催化活性精细调控

当二维薄膜的厚度减小到纳米尺度时，薄膜表面和衬底界面对薄层内电子的运动形成束约（Confinement），导致离散电子态的出现，即二维量子阱态（QWTs）。这种量子尺寸效应改变了薄膜的整体电子结构，造成体系相关物理特性的变化。催化过程中的关键步骤，如吸附、表面反应和脱附等涉及到了催化剂与反应物之间的电子传递，与催化剂表面的价电子结构密切相关，因此，量子阱态原理上势必会对表面催化特性起调制作用。本申请项目拟通过精确控制贵金属，主要为Ag和Ag-Au合金等在金属或氧化物表面的生长，制备二维纳米体系，借助量子阱态（QWSs）调变体系的价电子结构。以分子氧为探针，研究表现出量子阱态效应的纳米薄膜表面上氧吸附特征和吸附氧物种的选择氧化性能与体系价电子特性的关联，配之于基于第一性原理的理论模拟，深入认识催化过程的电子效应，特别是纳米体系的催化特性，为进一步建立纳米催化理论提供基础