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稀土二氧化铈催化材料“电子储存器”效应的理论研究

文章来源:科研处 发布时间: 2019-01-07 15:32:27 浏览次数:

报告时间:2019-01-09 15:30         
报告地点:理化楼C区401会议室         
报告人:龚学庆                  
主办单位:化学化工学院         
报告人简介:
    龚学庆,男,1978年2月出生,理学博士,华东理工大学教授,博士生导师,研究生院常务副院长。2000年获上海交通大学应用化学专业学士学位,2004年获英国The Queen’s University of Belfast物理化学专业理学博士学位,2004-2007年在美国Princeton University化学系从事博士后研究。2007年进入华东理工大学化学与分子工程学院工作至今。主要从事利用密度泛函理论(DFT)计算进行材料,表面科学以及催化化学等领域的研究工作。2007年独立开展科研工作以来,已在Science、Angew、JACS、PRL、Nature Comm.等国内外期刊发表SCI论文130余篇,他引>4500次,H-index为34。作为负责人承担青年、面上、优青、杰青等国家自然科学基金各类项目5项,科技部重点专项项目1项(课题负责人)、上海市青年科技启明星项目及跟踪各1项,以及上海市曙光计划和优秀学术带头人项目。还作为骨干参与国家“973”项目3项,科技部国际科技合作项目1项,国家重点研发计划项目1项。指导毕业博士研究生8人、硕士研究生13人。2010年入选上海市“东方学者”特聘教授,2013年入选国家自然基金委“优秀青年科学基金”项目和上海市曙光计划项目,2014年入选国家自然基金委“创新研究群体” ,2015年获上海市青年五四奖章,2016年入选上海市优秀学术带头人项目。2018年获批国家自然科学基金委员会杰出青年基金。

报告简介:
    我国是稀土资源大国,其开发利用具有重要战略意义。其中,稀土二氧化铈材料被广泛应用于汽车尾气净化,但人们对纳米二氧化铈材料的催化性能构效关系,以及稀土元素特有的高度局域f轨道的作用的认识还非常有限,只是笼统的归纳出其在催化过程中可以起到类似“电子储存器”的作用。为深入理解其催化性能,我们采用在位库仑作用校正的密度泛函理论计算(DFT+U),系统研究了二氧化铈多种表面结构、氧缺陷、金属及其他氧化物颗粒负载和相关体系中催化小分子反应的机理。通过计算二氧化铈的主要晶面(111)上产生单氧空穴后的表面电子结构状况,我们发现单空穴的产生可以还原两个表面铈原子,即还原电子被储存在其4f轨道中。我们还计算研究了二氧化铈(111)及(110)表面催化氧化CO以及还原NO的完整反应过程,并考察了表面还原状态对其影响,发现NO在二氧化铈(110)表面的迁移与反应过程中,二氧化铈载体可以选择性的向表面物种转移或接收电子以帮助其的吸附与反应。另外,我们的工作还表明,4f轨道同时还可以作为有效的参考能级来评价二氧化铈基复合催化材料的电子储存和相关催化能力。