龚学庆教授:稀土二氧化铈催化作用机制的理论研究学术报告【2022.08.18】


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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等,在催化过程中可以起到类似“电子储存器”的作用。

2022年8月18日下午,由中科院低碳转化科学与工程重点实验室承办的第十五期“高研交叉论坛”能源催化系列专场第四场将以线上形式召开,论坛以“二氧化铈催化作用机制与应用”为主题,由华东理工大学化学与分子工程学院龚学庆教授、中国科学院长春应用化学研究所宋术岩研究员担任主讲嘉宾,诚邀高研院院内外科研人员及研究生参加。

论坛时间:2022年8月18日

13:30-15:30

腾讯会议:671-535-273

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龚学庆

华东理工大学化学与分子工程学院

教授,博导


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国家杰出青年基金获得者、上海市优秀学术带头人。2000年获上海交通大学应用化学专业学士学位,2004年获英国贝尔法斯特女王大学(The Queen’s University of Belfast)物理化学专业理学博士学位,2004-2007年在美国普林斯顿大学(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。

龚学庆教授主要利用密度泛函理论(DFT)计算进行催化材料以及表面科学等领域的研究工作,系统阐述了稀土二氧化铈催化材料的活性机制,揭示了其作为催化反应电子和氧储存器的行为模式和结构特征,发展了多相催化材料表面重构和吸附、迁移等基本表面过程的动力学及热力学理论,改进了用于表面结构及反应研究的高效智能算法。2007年以来,已在Science、Angew. Chem. Int. Ed、J. Am. Chem. Soc.、Phys. Rev. Lett.、Nature Comm.、Science Adv.等国内外期刊发表SCI论文220余篇,他引8000余次,H-index为55。



报告题目

稀土二氧化铈催化作用机制的理论研究

为深入理解其二氧化铈催化性能,团队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,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。团队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,研究工作还表明,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,并且可以在催化加氢反应中起到调控活性氢物种产生的重要作用。