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>vwinchina德赢>对于光活化纳米催化剂形状事项 - 研究:对铝“octopods”增加的催化活性尖头

铝纳米催化剂的赖斯大学实验室奈米的研究发现,octopods(左),六面颗粒急剧尖角,有反应速度比纳米立方体(中心)和10倍超过14双面纳米晶体更高的5倍。林元/莱斯大学的信用提供图片
铝纳米催化剂的赖斯大学实验室奈米的研究发现,octopods(左),六面颗粒急剧尖角,有反应速度比纳米立方体(中心)和10倍超过14双面纳米晶体更高的5倍。林元/莱斯大学的信用提供图片

抽象:
设计要点推动利用光的力量重要的化学反应的纳米粒子当物质。

外形事项的光激活纳米催化剂 - 研究:铝“octopods”增加的催化活性尖头

休斯顿,德克萨斯州|发表于2020年9月18日

在莱斯大学的实验室奈米(LANP)研究人员早就知道,一个粒子的形状会影响它如何与光相互作用,以及它们的最新研究报告显示形状如何影响粒子的利用光催化重要的化学反应的能力。

在对比研究中,LANP研究生林元和Minhan娄及其同事研究了具有相同光学特性,但不同的形状铝纳米颗粒。最圆的有14个面和24个钝点。另一种呈立方体状,有六个面,八90度角。第三,该团队被称为“八足”,也有六个面,但每次它的尖头结束八个角的。

所有这三个品种有从光的能力,捕捉的能量和超充满活力的热电子,可以加快催化反应的形式定期发布它。元,该研究组LANP导演直美哈拉斯的化学家,进行实验以了解如何以及光催化剂用于氢解离反应进行各颗粒。试验表明octopods具有比14双​​面纳米晶体和比纳米立方体高五倍更高的10倍的反应速率。Octopods也具有较低的表观活化能,约45%,比纳米立方体降低和49%的纳米晶体相比降低。

“实验表明,尖锐边角提高效率,”元,这项研究发表在美国化学学会杂志ACS纳米的共同第一作者。“对于octopods,角部的角度为约60度,相对于用于在纳米晶体的立方体和更圆的点90度。因此,更小的角度,更大的增加反应的效率。但是,如何小的角度可以可以通过化学合成的限制。这些都是比较喜欢某些结构单晶。你不能让无限多的锐度“。

娄,课题组LANP的Peter Nordlander的物理学家和研究的共同主要作者,通过开发光活化氧化铝纳米颗粒和氢分子之间的热电子能量转移过程的理论模型验证了催化实验的结果。

“我们输入光和颗粒形状的波长vwin徳赢官网,”娄说。“使用这两个方面,我们可以精确地预测哪些形状将产生最佳的催化剂”。

这项工作是由LANP正在进行的绿色化学的努力来开发商业上可行的光激活纳米催化剂,可以插入能量与手术的精确的化学反应的一部分。LANP已经先前证明用于乙烯和合成气的生产,氨,以产生氢的燃料的分割和用于断开开的催化剂“永远化学品”。

“这项研究表明,光催化剂的形状是另一种设计元素,工程师可以使用具有较高反应速度和较低的活化障碍,创造光催化剂,”哈拉斯,电气赖斯的三穆尔教授斯坦利和计算机工程,赖斯的斯莫利卷曲研究所所长与化学,生物工程,物理和天文学和材料科学和纳米工程学教授。

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Nordlander是Wiess主席和物理学和天文学,以及电气和计算机工程教授教授,材料科学和纳米工程。

其他研究的共同作者包括本杰明·克拉克,鸣鹤楼,临安周,舒田广金和基督教雅各布森,所有的大米。这项研究是由韦尔奇基金会(C-1220,C-1222),科学研究空军办公室(FA9550-15-1-0022),国防威胁降低局(HDTRA 1-16-1-0042)支持和国防部国防科学与工程研究生奖学金计划署。

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关于赖斯大学
位于休斯顿的一家占地300英亩的森林校园,莱斯大学一直是国内最顶尖的20所大学被美国新闻与世界报道之列。赖斯备受推崇建筑,商业,继续教育学院,工程学院,人文,音乐,自然科学和社会科学的学校,是家里的贝克公共政策研究所。随着3,978本科生和3192名研究生,赖斯的本科学生与教师的比例不到6比1。它的住宿学院制度建立紧密的社区和终身的友谊,只有一个原因,赖斯排在第1号地段的种族/职业互动以及由普林斯顿评论生活质量的1号。赖斯也堪称通过吉普林个人理财私立大学中的最佳值。

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713-348-6778

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ACS的纳米纸的DOI为:10.1021 / acsnano.0c05383

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