Collaborative Research: Elucidation of the Role of Atomic Structures of CeO2(111) on the Nucleation and Growth of Metal Clusters through in situ STM and Theory

合作研究:通过原位STM和理论阐明CeO2(111)原子结构对金属团簇成核和生长的作用

基本信息

  • 批准号:
    2204074
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-15 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With support from the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry (MSN) Program in the Division of Chemistry, Jing Zhou of the University of Wyoming and Ye Xu of Louisiana State University are combining advanced chemical analysis tools and theoretical modeling to reveal atomic level details about how nano-clusters of nickel (Ni) and cobalt (Co) metals grow on well-defined cerium oxide (CeO2, ceria) single crystal surfaces. The growth of metals on oxide surfaces is of interest to a number of technological applications including heterogeneous catalysis, electronic devices, and gas sensing. Surface structures of CeO2 influence the physical and chemical properties of deposited metals, leading to unique applications such as active and robust catalysts, sensors, and electronic/magnetic materials. Drs. Zhou and Xu and their students are investigating the detailed role that ceria plays in controlling the nucleation, size, and structure of supported Ni and Co nano-clusters. Graduate, undergraduate, and high school students involved in this research will be prepared for future careers at the intersection of nanoscience, chemistry, materials science, and computational modeling.Active metals such as Ni and Co supported on reducible ceria can exhibit distinct chemical behavior owing to the unique redox properties and oxygen storage capacity of ceria as well as strong metal-support interaction. Surface structures including oxygen vacancies, step edges, and terraces on CeO2 can affect the oxidation state, size, structure, distribution, and density of Ni and Co ad-clusters and alter their reactivity and stability. The project involves preparing model CeO2 single crystal surfaces with controlled structures, using scanning tunneling microscopy (STM) with in situ characterization capabilities to examine the deposition of Ni and Co metals and the growth mechanisms of Ni and Co nano-clusters on the CeO2 surface with respect to specific support structures, and using theoretical methods to aid and enhance the interpretation of the experimental STM results. These studies are expected to allow for the identification of the nucleation sites for Ni and Co metals and the factors that control the growth and properties of these metals on ceria. The knowledge gained on this project should help provide strategies for designing nano-sized metals with tailored structures and functionalities.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在化学系高分子、超分子和纳米化学 (MSN) 项目的支持下,怀俄明大学的 Jing Zhou 和路易斯安那州立大学的 Ye Xu 正在结合先进的化学分析工具和理论模型,揭示纳米如何产生的原子级细节。 -镍 (Ni) 和钴 (Co) 金属簇生长在明确的氧化铈(CeO2、二氧化铈)单晶表面上。金属在氧化物表面上的生长引起了许多技术应用的兴趣,包括多相催化、电子设备和气体传感。 CeO2 的表面结构影响沉积金属的物理和化学性质,从而产生独特的应用,例如活性和坚固的催化剂、传感器和电子/磁性材料。博士。 Zhou、Xu 和他们的学生正在研究二氧化铈在控制负载型 Ni 和 Co 纳米团簇的成核、尺寸和结构方面所发挥的详细作用。参与这项研究的研究生、本科生和高中生将为未来在纳米科学、化学、材料科学和计算建模的交叉领域的职业生涯做好准备。由于可还原二氧化铈负载的镍和钴等活性金属可以表现出独特的化学行为这归因于二氧化铈独特的氧化还原特性和储氧能力以及强金属-载体相互作用。 CeO2 上的氧空位、阶梯边缘和台阶等表面结构会影响 Ni 和 Co 团簇的氧化态、尺寸、结构、分布和密度,并改变其反应性和稳定性。该项目涉及制备具有受控结构的模型CeO2单晶表面,使用具有原位表征能力的扫描隧道显微镜(STM)来检查Ni和Co金属的沉积以及CeO2表面上Ni和Co纳米团簇的生长机制。尊重特定的支撑结构,并使用理论方法来帮助和增强对实验 STM 结果的解释。这些研究预计将能够识别镍和钴金属的成核位点以及控制这些金属在二氧化铈上的生长和性能的因素。在此项目中获得的知识应有助于提供设计具有定制结构和功能的纳米金属的策略。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jing Zhou其他文献

Transparent and mechanically reconfigurable small antenna based on stretchable micromesh
基于可拉伸微网格的透明且机械可重构的小型天线
Influences of hot stamping parameters on mechanical properties and microstructure of 30MnB5 and 22MnB5 quenched in flat die
平模淬火热冲压参数对30MnB5和22MnB5力学性能及组织的影响
  • DOI:
    10.1007/s11771-018-3778-8
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Y. Mu;Bao;Jing Zhou;Xu‐hong Huang;Jun
  • 通讯作者:
    Jun
The passive state: A protective mechanism for information in working memory tasks.
被动状态:工作记忆任务中信息的保护机制。
Nonparametric C- and D-vine-based quantile regression
基于非参数 C 和 D 藤的分位数回归
  • DOI:
    10.1515/demo-2022-0100
  • 发表时间:
    2021-02-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Marija Tepegjozova;Jing Zhou;G. Claeskens;C. Czado
  • 通讯作者:
    C. Czado
Efficient Fair UC-Secure Two-Party Computation on Committed Inputs
对承诺输入进行高效公平的 UC 安全两方计算

Jing Zhou的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jing Zhou', 18)}}的其他基金

Surface Science Studies of Ni-based Bimetallic Particles Supported on CeO2(111) for Dry Reforming of Methane
CeO2(111)负载镍基双金属颗粒用于甲烷干重整的表面科学研究
  • 批准号:
    2154622
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Elucidation of Dopant Effects in Ceria Supports on the Structure and Reactivity of Metal Nanoparticles
职业:阐明二氧化铈中的掺杂剂对金属纳米颗粒结构和反应性的影响
  • 批准号:
    1151846
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

抗肿瘤药物超说明书用药的价值评估研究:基于ELECTRE法的探索
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
“互联网+”背景下的业绩说明会有效性研究
  • 批准号:
    72002234
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
招股说明书描述性信息披露研究
  • 批准号:
    71972045
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于计算机文本分析的IPO申请材料的披露质量研究
  • 批准号:
    71602131
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于文本分析的管理层语调研究:信息含量及其经济后果
  • 批准号:
    71502116
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Catalyst Free Activation of Peroxydisulfate under Visible Light to Degrade Contaminants in Water: Elucidation of Kinetics and Mechanism
合作研究:可见光下无催化剂活化过二硫酸盐降解水中污染物:阐明动力学和机制
  • 批准号:
    2314719
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Catalyst Free Activation of Peroxydisulfate under Visible Light to Degrade Contaminants in Water: Elucidation of Kinetics and Mechanism
合作研究:可见光下无催化剂活化过二硫酸盐降解水中污染物:阐明动力学和机制
  • 批准号:
    2314720
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Elucidation of mutant p53-medidated mechanisms in promoting metastatic esophageal cancer
阐明突变型 p53 介导的促进转移性食管癌的机制
  • 批准号:
    10689716
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
Elucidation of mutant p53-medidated mechanisms in promoting metastatic esophageal cancer
阐明突变型 p53 介导的促进转移性食管癌的机制
  • 批准号:
    10537915
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
Collaborative Research: Elucidation of the Role of Atomic Structures of CeO2(111) on the Nucleation and Growth of Metal Clusters through in situ STM and Theory
合作研究:通过原位STM和理论阐明CeO2(111)原子结构对金属团簇成核和生长的作用
  • 批准号:
    2204075
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.38万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了