固态核磁共振和密度泛函计算在纳米银催化剂中的研究

为了澄清控制纳米银催化剂表面价电子分布和结构的因素，正确关联其价电子结构和相应的催化性能，本研究申请使用109Ag和17O固态核磁共振技术和密度泛函量化计算方法，去研究担载在SBA-15硅基材料和碳纳米管上的纳米银粒子表面催化活性中心的化学成键环境。通过109Ag和17O核磁共振的特定信息和密度泛函理论计算的验证，鉴定和明确次表面氧结构在不同粒径大小的纳米银粒子表面的存在，证明次表面氧结构具有纳米粒子尺寸效应和澄清不同载体是如何调控纳米银粒子表面的微观结构。本申请109Ag和17O核磁共振结果将直接反映出纳米银催化剂表面活性中心的化学成键结构信息，而不是使用 1H, 13C, 29Si，129Xe等核的核磁共振得到关于催化剂活性中心上的间接信息。故该申请的实现将对固体核磁共振在纳米相催化剂表征手段的突破和如何调变催化剂表面的电子特性来聪明裁剪催化剂多相催化性能具有重要的理论意义。

银催化一直以来受到广泛关注。银催化剂表面上活性氧物种的特定结构及其结构-性能关系的研究，对于揭示纳米银催化的作用本质，具有重要科学意义。本项目采用109Ag和17O固态核磁共振技术并结合密度泛函量化计算方法，表征银催化剂。以鉴定次表层氧结构和证明其在粒子表面上的存在具有纳米尺寸效应为目标，使用1H-{109Ag}CPMAS，17O RAPT-Hahn和MQMAS等多种固体核磁共振技术和密度泛函理论计算的验证，利用银氧化物的特定结构对应相应的核磁共振结果，首先表征银催化剂活化氧的粒子尺寸效应构，进而研究银纳米粒子的粒径大小对催化反应的影响规律，建立针对纳米催化剂的核磁共振研究方法。从而促进固体核磁共振技术在纳米相催化剂领域中的发展。