类别：国家重点专项课题

负责人：赵海波

批注编号：2016YFB0600801

起止日期：2017.01~2020.12

研究经费：590.0万元

项目简介：

发展了氧载体颗粒分子尺度裁剪设计理论，基于此提出氧载体裁剪设计方法——自组装模板燃烧合成法，制备出CuO@TiO₂-Al₂O₃壳核结构氧载体颗粒。首先，采用密度泛函理论方法探究氧载体活性组分的表相和体相晶格氧传输原理(如吸氧、释氧特性等)及其与惰性载体间的协同效应，继而优选了氧载体的活性组分与惰性载体组分。采用分子动力学模拟揭示了氧载体的高温烧结机理，从而确定了实际负载型氧载体的高温反应性能。最后，基于DLVO理论，采用基于PBMC算法的颗粒群平衡模拟完成了高性能氧载体的制备参数优化。以上述一系列的自下而上的分子尺度裁剪设计理论方法为指导，将纳米级TiO₂颗粒包覆于微米级Al₂O₃颗粒表面，合成制备性能优越、机械强度高和抗烧结能力强的壳核结构CuO@TiO₂-Al₂O₃氧载体，获得湖北省自然科学一等奖。