近日,中(zhong)國科大環境科學與工程(cheng)系在(zai)電催化(hua)界(jie)面動態過程(cheng)的原位(wei)成像(xiang)分析方面取(qu)得進展,研究成果以(yi)“Plasmonic imaging of the layer-dependent electrocatalytic activity of two-dimensional catalysts”為(wei)題發表(biao)于Nature Communications上(shang)(Nature Communications 2022,13: 7869)。
污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)電(dian)催(cui)(cui)化(hua)(hua)轉化(hua)(hua)是(shi)水污染(ran)(ran)控制技術的(de)(de)重(zhong)要方法。納米催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)表(biao)界面(mian)是(shi)電(dian)催(cui)(cui)化(hua)(hua)反應發生的(de)(de)場(chang)所(suo),因此在(zai)微觀上(shang)理解電(dian)催(cui)(cui)化(hua)(hua)反應過(guo)(guo)程,建(jian)立納米催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑結構(gou)與(yu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)轉化(hua)(hua)性能(neng)(neng)的(de)(de)構(gou)效關系(xi)是(shi)提高催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑活(huo)性的(de)(de)關鍵。傳統(tong)電(dian)催(cui)(cui)化(hua)(hua)研究通過(guo)(guo)電(dian)極(ji)電(dian)流密度和(he)催(cui)(cui)化(hua)(hua)產(chan)物(wu),評估催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑性能(neng)(neng),難以在(zai)微納尺寸上(shang)原(yuan)位(wei)實時(shi)分析(xi)單個催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)活(huo)性分布或反應動態過(guo)(guo)程。

圖1.單個二硫化鉬納米片的充(chong)電和催(cui)化過程(cheng)成(cheng)像分析示意圖
針對(dui)(dui)上述問題,劉賢偉教(jiao)授課題組(zu)博士(shi)生趙小娜和周曉麗博士(shi)通過表(biao)面(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)調控,充分發(fa)揮了(le)(le)(le)表(biao)面(mian)等(deng)(deng)離子體成像技術(shu)對(dui)(dui)電(dian)極表(biao)面(mian)電(dian)荷密(mi)度高度敏感的特(te)性,原位成像分析(xi)了(le)(le)(le)層狀二(er)維(wei)電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材料(liao)的充電(dian)電(dian)荷密(mi)度分布和電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)界(jie)面(mian)電(dian)荷交換(huan)過程。該(gai)方法消(xiao)除了(le)(le)(le)電(dian)極表(biao)面(mian)充放電(dian)流的干擾,分別(bie)定量(liang)了(le)(le)(le)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑表(biao)面(mian)的充電(dian)和氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還原電(dian)流分布,結合課題組(zu)前期發(fa)展的表(biao)面(mian)等(deng)(deng)離子激元原位蝕刻(ke)技術(shu)(Chem, 2021, 7: 1626-1638),發(fa)現了(le)(le)(le)二(er)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉬催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性能和層數之間的依賴性,建立(li)了(le)(le)(le)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑導(dao)電(dian)性和電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性能之間的關系。該(gai)研究對(dui)(dui)于設計新(xin)型高效(xiao)污染控制電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)納米材料(liao)具有重要的意義。

圖2.單個二硫化鉬納米(mi)片隨(sui)層(ceng)數變化的電催化過程
該項工(gong)(gong)作得到了國家自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金的(de)資(zi)助,也獲得了環境(jing)科(ke)學(xue)與(yu)工(gong)(gong)程系陳潔潔教(jiao)授課題組在量化計算方面的(de)支持。
① 凡本站注(zhu)明“稿(gao)件來源(yuan):中國(guo)教(jiao)育(yu)在線(xian)”的所(suo)有(you)文字、圖片和(he)音視頻稿(gao)件,版權均屬本網(wang)所(suo)有(you),任何媒體、網(wang)站或(huo)個人未經本網(wang)協議授權不得轉載(zai)、鏈接、轉貼或(huo)以其他方式復制發表。已經本站協議授權的媒體、網(wang)站,在下載(zai)使用時必須注(zhu)明“稿(gao)件來源(yuan):中國(guo)教(jiao)育(yu)在線(xian)”,違(wei)者本站將依法追究責(ze)任。
② 本站(zhan)注明稿(gao)件來(lai)源為其(qi)他媒體的(de)文/圖等稿(gao)件均為轉載(zai)稿(gao),本站(zhan)轉載(zai)出于非商業(ye)性的(de)教育(yu)和科研之目的(de),并不(bu)意(yi)味(wei)著贊同(tong)其(qi)觀(guan)點或(huo)證(zheng)實其(qi)內容(rong)的(de)真(zhen)實性。如(ru)轉載(zai)稿(gao)涉及(ji)版權等問題(ti),請作者在兩周內速(su)來(lai)電或(huo)來(lai)函聯(lian)系。




中國教育在線
