光电驱动制备金属纳米团簇基杂化薄膜及其性能研究的任务书.docx

光电驱动制备金属纳米团簇基杂化薄膜及其性能研究的任务书
一、研究背景
金属纳米材料在催化、传感、电子等领域有着广泛的应用。近年来，金属纳米团簇逐渐被认识并应用于各种领域，如催化、储能、传感、光电等。与单一的金属原子相比，金属纳米团簇的物理化学性质更为特殊，这是因为它们在从分子到固体的粒度尺度转变过程中将经历从分子状到金属簇再到晶体的相变过程。然而，金属纳米团簇的制备过程和稳定性仍然是一个挑战性的问题。而利用光电驱动制备金属纳米团簇基杂化薄膜则是一种将金属纳米团簇与其他功能材料优雅地结合起来的方法，可以通过调控杂化膜的结构和组成，从而调节其性能。
二、研究目标
本课题的主要目标是采用光电驱动方法，制备金属纳米团簇基杂化薄膜，并研究其物理化学性质和应用潜力。具体研究内容和任务如下：
1.开展金属纳米团簇的制备研究。团簇的制备通常需要昂贵的高真空系统和先进的实验技术，而在光电驱动中，金属粒子可以被光电化，形成分散在液相中的股票粒子。我们计划在紫外和可见光的辐照下，通过还原金属离子的方法，制备出具有清晰光响应的金属纳米团簇，可以控制粒子形态和大小，进而调节其光学、表面等性质。
2.设计制备金属纳米团簇基杂化薄膜。采用溶胶-凝胶法、层层自组装法等技术，将制备的金属纳米团簇与其他功能化材料，如多孔膜、导电高分子材料、金属有机框架材料等材料制备成自支撑、有机-无机复合结构的杂化薄膜。
3.评价金属纳米团簇基杂化薄膜的性质和应用潜力。通过表征金属纳米团簇基杂化薄膜的物理化学性质和表面形貌，包括吸收光谱、透射电镜、X射线衍射、原子力显微镜等，探索金属纳米团簇在薄膜中的分布和结构对其光电、催化、电子器件性质的影响。同时，对其催化性能、电化学、气敏性等进行测试，探索其在光电器件、传感/检测、电化学储能、催化等领域的应用潜力。
三、预期成果
本课题的主要成果有：
1.提出一种光电驱动制备金属纳米团簇基杂化薄膜的新方法，并成功制备出金属纳米团簇基杂化薄膜。
2.通过表征和测试，深入研究金属纳米团簇在薄膜中的分布和结构对其性质和应用潜力的影响，为进一步探索其在光电、传感、储能等领域的应用提供理论和实验基础。
3.发表相关成果论文3-4篇，并申请1-2项国家自然科学基金项目资助。
四、研究计划
时间节点|科研工作
2021.9-2022.3|确定合理的实验方案和技术路线；收集有关金属纳米团簇及其应用的文献和研究资料；开始金属纳米团簇的制备研究。
2022.4-2022.9|进一步优化金属纳米团簇的制备方法，控制金属纳米团簇的形态和大小；开始设计制备金属纳米团簇基杂化薄膜。
2022.10-2023.3|通过表征和测试，深入研究金属纳米团簇在薄膜中的分布和结构对其性质和应用潜力的影响；优化杂化薄膜制备方法和条件。
2023.4-2023.9|进一步开展金属纳米团簇基杂化薄膜的性能研究，探索其在光电、传感、储能等领域的应用潜力。
2023.10-2024.3|对研究成果进行总结和归纳，准备发表相关成果论文；申请国家自然科学基金项目。
以上研究计划是初步制定的，根据实验结果和进展情况，可能会进行适当调整和修订。