我校教师研究论文在《自然•通讯》发表
2017年10月09日10时19分
供稿单位 / 化学与材料工程学院

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近日,我校化学与材料工程学院教师李玉红以共同第一作者身份在NatureCommunications(《自然·通讯》)杂志上发表研究论文Y. Li, et al., Nat. Commun., 2017, 8, 581),报道了借助17O固体核磁共振谱学区分暴露不同晶面氧化物纳米晶的新方法。该工作是李玉红老师在南京大学化学化工学院攻读博士学位期间参与完成的成果,论文的指导教师是南京大学彭路明教授以及华东理工大学龚学庆教授,另一位共同第一作者是华东理工大学的吴新平博士,我校为该工作的第二参与单位。该研究还被《物理化学学报》推荐为亮点工作(Acta Phys. -Chim. Sin., in press, doi: 10.3866/PKU.WHXB201709251)。

氧化物纳米晶在催化等领域的应用与其暴露晶面密切相关,因此确定晶面结构是建立构效关系、设计性能更优越的新材料的关键。目前,纳米材料的表面结构主要借助各种电子显微镜技术表征。然而,电镜技术因为观测视野小,所给出的结果可能未必很好地代表整个样品。因此亟待发展新的表征纳米氧化物材料晶面的方法。

固体核磁共振(SS NMR)技术对于材料局域结构的短程有序信息非常敏感,可在原子尺度上描述材料的结构特征,对于晶态、非晶态固体材料都适用。对于特定暴露晶面的氧化物纳米晶材料,控制温度条件可对材料的表面选择性地进行17O同位素标记,再通过17O的核磁响应研究材料的表面局域结构。

实验发现,两种不同暴露晶面的二氧化钛纳米晶的17O核磁共振谱图截然不同,说明不同晶面的表面氧物种的化学环境确实有显著差异。研究还通过对比实验谱图和由不同模型计算得到的谱图,提供了以往谱学研究从未提供的细节:在高能的TiO2(001)表面,发生了表面重构以及H2O分子的解离吸附;在较低能量TiO2(101)表面,存在台阶状缺陷位,H2O分子更易在该位置发生分子吸附。

李玉红博士简介:2005年硕士毕业于北京师范大学后来我校工作,现任化学与材料工程学院副教授,承担《物理化学》《物理化学实验》等课程的教学。曾获北京师范大学优秀研究生奖、常熟市自然科学优秀学术论文奖、常熟理工学院十佳班主任、毕业生就业工作先进个人,并多次获得化材学院青年教师教学基本功竞赛奖。2013~2016年于南京大学化学化工学院攻读博士学位;2017年获批江苏省科技厅自然科学基金青年项目一项。现研究兴趣为固体核磁法研究纳米材料结构及氧化物纳米材料在锂电池体系中的应用。

(冯浩/供稿 刘万辉/审核 志刚/编辑)