双金属纳米晶的调控合成及其催化性能研究

双金属纳米晶因其金属间可能存在的表/界面效应、协同效应，可望在纳米催化领域有良好的应用前景，已成为当前纳米材料科学研究领域中的前沿和热点之一。本项目拟：（1）发展双金属纳米晶合成方法，实现双金属纳米晶（包括贵金属与非贵金属以及非贵金属与非贵金属组成的双金属纳米晶）组成的调控，尽可能减少贵金属用量；（2）实现单分散双金属纳米晶尺寸、形貌的调控，明确双金属纳米晶催化剂的晶面效应；（3）实现单分散双金属纳米晶微结构（包括核壳、异质结以及合金和金属间化合物）的调控，认识双金属纳米晶微结构电子特性（吸/给电子特性）与催化性能之间的相关性。本项目对于开发新的纳米催化剂，探索新的催化反应，从纳米层次上认识催化过程，促进催化反应的发展和双金属纳米晶催化走向应用具有重要意义。

双金属纳米晶材料由于两种不同金属之间的协同效应往往显示出比单一金属更加优越的催化性质，因此作为一类可替代贵金属催化剂的新型催化材料正得到日益广泛的研究和开发。该项目围绕双金属纳米晶材料的合成、结构与催化性能展开研究，建立双金属纳米晶合成方法，认识双金属纳米晶成核与生长过程，调控双金属纳米晶微结构，探索双金属纳米晶催化机理与微结构关系，评价双金属纳米晶催化性能。项目的实施取得了系列重要进展：1，发展了新的合成方法与技术，实现了对双金属纳米晶组成、结构、尺寸、形貌、晶面、缺陷、表面原子分布等介观、微观结构的调控；2，通过典型探针反应，研究了具有不同结构特征的双金属纳米晶的反应活性，明确了双金属纳米晶微观结构和催化性能之间的关系，从纳米层次上认识了双金属纳米晶催化作用机理；3，针对有工业应用前景的催化反应，实现了高性能双金属纳米晶催化剂的设计和宏量制备，实现了非贵金属部分取代贵金属催化剂的可能性，并在此基础上探索了新的催化反应。项目执行期间共发表学术论文61篇，包括Chem.Soc.Rev.2篇，Nature Commun.3篇，J.Am.Chem.Soc.5篇，Angew.Chem.Int.Ed.4篇，Adv.Mater.2篇等。项目研究成果对于开发新的纳米催化剂，探索新的催化反应，从纳米层次上认识催化过程，促进催化理论的发展和双金属纳米晶催化走向应用具有重要意义。