氧化亚铜纳米晶催化性能的形貌效应

铜氧化物基催化剂广泛应用于CO加氢制甲醇、水汽变换、丙烯环氧化和CO氧化等催化反应。我们将以结构均一、不同形貌的氧化亚铜纳米晶为模型催化剂，包括只暴露{100}晶面的立方体、只暴露{111}晶面的八面体、只暴露{110}晶面的12面体、暴露{100}和{111}晶面的14面体和暴露{110}和{111}晶面的20面体，系统地对比研究不同形貌的氧化亚铜纳米晶的表面物理化学和催化性能，与理论计算合作，从而在原子分子水平理解氧化亚铜纳米晶催化性能的形貌效应，主要包括（1）纳米晶形貌和表面组成/结构与催化性能之间的关系；（2）催化反应过程中纳米晶的表面再构及对催化性能的影响；（3）纳米晶合成过程中引入的表面保护剂对纳米晶催化性能的影响。我们研究结果将拓宽通过控制氧化物催化剂的形貌来优化其催化性能的新概念，并为优化铜氧化物基催化剂的催化性能提供思路。

铜氧化物基催化剂广泛应用于CO 加氢制甲醇、水汽变换、丙烯环氧化和CO 氧化等催化反应。本项目中我们以结构均一、不同形貌的氧化亚铜纳米晶为模型催化剂，包括只暴露{100}晶面的立方体、只暴露{111}晶面的八面体、只暴露{110}晶面的12 面体、暴露{100}和{111}晶面的14 面体和暴露{110}和{111}晶面的20 面体，系统地对比研究了氧化亚铜纳米晶在丙烯空气氧化，CO氧化和水汽变换等催化反应中的催化性能和气/液-固界面化学反应中的反应行为，观察到显著的形貌/晶面控制的氧化亚铜表面反应性能和催化性能，并利用表面化学研究技术，与理论计算合作，在原子分子水平理解氧化亚铜纳米晶表面反应性能和催化性能的形貌/晶面效应。在项目支持下，我们探索研究了TiO2, CeO2, FeO等氧化物催化性能的形貌/晶面效应。在项目执行期间取得的研究结果已发表SCI收录论文22篇(包括4篇Angew. Chem. Int. Ed.和1篇J. Am. Chem. Soc)，国际著作章节1章，申请国家发明专利5项，已授权3项。上述研究成果为“氧化物形貌控制催化性能”概念提供了有力证据，为优化铜氧化物基催化剂的催化性能提供思路。