二维材料限域水以及二维氧化物活化水的表界面研究的任务书.docx

二维材料限域水以及二维氧化物活化水的表界面研究的任务书
任务书
题目：二维材料限域水以及二维氧化物活化水的表界面研究
背景：
二维材料在纳米技术领域有着广泛的应用。近年来，二维材料中的水分子化学行为引起了研究人员的广泛关注。由于水分子与不同的表面材料存在截然不同的相互作用，因此研究二维材料中的水分子行为，对于理解其表界面化学本质有着重要的意义。
二维氧化物是一种重要的二维材料，由于其具有优秀的电子性质及对环境的敏感性，因此在环境传感器、电子器件及催化剂等领域具有广泛的应用前景。然而，二维氧化物的电子性质以及催化性能往往受到氧化物表面的拓扑和表面晶体结构的影响，因此对二维氧化物表界面的研究及其对水分子的影响也具有极大的实用价值。
任务：
本项目旨在研究二维材料限域水以及二维氧化物活化水的表界面，明确水分子在二维材料表面与活化的二维氧化物表界面上的分子结构、相互作用机理以及相关的物理化学性质。
具体任务如下：
1.通过理论计算探究二维材料与水分子之间的相互作用机理及其影响因素。
2.通过表面分析、拉曼光谱等实验方法研究二维材料限域水分子的结构、动力学性质以及与二维材料的相互作用。
3.利用密度泛函理论、分子动力学模拟等方法研究二维氧化物与水分子的相互作用机制及其在催化反应中的作用。
4.通过表面扫描技术、X射线光电子能谱等方法研究二维氧化物表界面结构、活性位点以及其与水分子的相互作用。
5.结合计算与实验手段，探究二维材料限域水以及二维氧化物对水分子的活化能力，在水催化反应等领域中的应用前景。
预期目标：
1.建立二维材料与水分子相互作用的理论模型，并实现对二维材料表面水分子行为的定量预测。
2.揭示二维材料限域水分子的分子结构以及动力学特性，探究水分子在不同二维材料上的定向吸附行为及其物理化学性质。
3.研究二维氧化物表面与水分子之间的相互作用机理，明确二维氧化物表面晶体结构对水分子活化的影响因素。
4.通过实验手段研究二维氧化物表面催化反应及其与水分子的相互作用机理。
5.为水催化反应领域发展提供理论及实验依据，促进环境治理课题的研究及应用。
参考文献：
[1]ShengrongYe,FanChen,LiJin,etal.MolecularinsightintothesurfacehydrationoflayeredMoS2[J].NanoResearch,2017,10(4):1294-1304.
[2]YaqiJiang,ZhoujieDeng,ChunxiaoZhang,etal.ActivationofwateronpristineandAl-dopedMgO(111)surfaces[J].TheJournalofPhysicalChemistryC,2016,120(17):9354-9361.
[3]NatáliaTomašovičová,AlexanderA.Levin,SoňaKafková,etal.InvestigationofwaterinteractionwithMgOsurfaces[J].TheJournalofChemicalPhysics,2018,148(2):024705.
[4]HaifeiZhan,RongjianLi,YongshengZhu,etal.Computationalstudiesofthehydrationstructureanddynamicsoflaponiteclay[J].PhysicalChemistryChemicalPhysics,2017,19(10):7286-7293.
[5]ZhiyongZhang,XinzhiZhang,GuoxiangHu,etal.2Dmetal–organicframeworkasaplatformforcontrolleddrugdeliveryandenhancedantitumorefficacy[J].AngewandteChemieInternationalEdition,2018,57(23):6829-6833.