前过渡金属氧化物制备过程中重要反应的机理研究

Metal Oxides, especially early transition metal oxides, play an important role in modern industry. They are extensively used in the field of novel materials, electronic devices, renewable energy technologies, and industrial catalysts. Chemical vapor deposition (CVD) and Sol-gel process have been applied in preparation of metal oxides. Understanding of This project intend to investigate the following reactions: 1) fragmentation of protonated VO(OR)3; 2) hydrolysis and poly-condensation of VO(OR)3; 3) the reaction between tungsten alkylidyne and O2; 4) the reaction between tungsten alkylidyne and H2O. The reaction mechanisms will guide further development and optimization of metal precursor.

金属氧化物，尤其是前过渡金属氧化物，在现代工业中占据重要的地位，在许多新材料、电子工业、新能源技术以及工业催化剂等方面有着非常广泛的应用。化学气相沉积法(CVD)和溶胶-凝胶法(Sol-gel）是两种金属氧化物材料制备方法。本项目拟使用量子化学计算与质谱相结合的手段，从分子层次上研究下列d0前过渡金属化合物反应：1、质子化VO(OR)3的气相裂解反应；2、VO(OR)3的水解；3、钨卡拜化合物与O2的反应；4、钨卡拜化合物与H2O的反应。在电子结构，反应活性等方面有较深的理解，并利用这些机理信息来指导前驱体的优化和开发。

金属氧化物，尤其是前过渡金属氧化物，在现代工业中占据重要的地位，在许多新材料、电子工业、新能源技术以及工业催化剂等方面有着非常广泛的应用。化学气相沉积法(CVD)和溶胶-凝胶法(Sol-gel）是两种金属氧化物材料制备方法。本项目建立了离子淌度-质谱实验平台，目前可以结合离子淌度-质谱与计算化学技术研究化学反应机理。使用这一技术手段，从分子层次上研究过渡金属化合物反应，完成钨卡拜与水和氧气的反应机理研究，钒烷氧基氧化物裂解过程研究，并探索钒氧化物成核影响因素，以及相关一些过渡金属催化的反应机理。本项目研究过程中发现了一些新的反应路径，提出了新的反应模型，这些为更进一步的深入研究提供了新的思路。