Aerogeluri metalice nobile activate prin înghețarea materialelor structurate pe mai multe scale pentru electrocataliză și

  • Meniu principal
    • Facultatea
    • Studii
    • Cercetare
    • Postuniversitari
    • joker
  • Facultatea
    • Locație și contact
    • administrare
    • Domenii de cercetare și scaune
    • Comitet și reprezentanți
    • Absolvenți
    • Unități
    • Colecție istorică de coloranți
    • Clădiri
    • Servicii IT
    • A - Z
    • Știri
  • Știri
  • Aerogeluri metalice nobile activate prin înghețare: materiale structurate pe mai multe scale pentru electrocataliză și fotoelectrocataliză

nobile

Chimiștii de la Dresda au elaborat o nouă metodă de îngheț-dezgheț folosind proprietățile de auto-vindecare ale gelurilor metalice nobile și efectul de modelare a gheții.

Chimiștii de la TU Dresda au dezvoltat o metodă de îngheț-dezgheț, capabilă să sintetizeze diferiți aerogeli din metale nobile (NMA) cu suprafețe curate și structură multigramă. Datorită structurilor lor ierarhice și a proprietăților optice unice, se găsesc performanțe remarcabile pentru electro-oxidarea etanolului. Cercetarea oferă noi idei pentru proiectarea diverselor materiale de gel sau spumă pentru electrocataliză și fotoelectrocataliză de înaltă performanță.

Prezentarea schematică a metodei îngheț-dezgheț.

Ca o nouă clasă de materiale poroase, aerogelurile metalice nobile (NMA) au atras o atenție extraordinară datorită caracteristicilor lor combinate, inclusiv arhitecturi auto-susținute, suprafețe înalte și numeroase situri active din punct de vedere optic și catalitic, permițând performanțele lor impresionante în diverse domenii. Cu toate acestea, metodele actuale de fabricație suferă de perioade lungi de fabricație, impurități inevitabile și structuri multicanale necontrolate, descurajând studiile lor fundamentale și orientate spre aplicație.

Dr. Ran Du din China este cercetător Alexander von Humboldt la TU Dresden din 2017. În colaborare cu chimiștii din Dresda Dr. Jan-Ole Joswig și profesorul Alexander Eychmüller, au creat recent o nouă metodă de îngheț-dezgheț capabilă să achiziționeze diverse aerogeluri din metale nobile structurate pe mai multe scări ca fotoelectrocatalizatori superiori pentru electro-oxidarea etanolului, promovând aplicația pentru celulele de combustibil. Lucrarea lor a fost publicată acum ca o poveste în prestigioasa revistă Angewandte Chemie International Edition.

Ran Du și echipa sa au găsit în lucrările lor anterioare proprietăți neobișnuite de auto-vindecare a gelurilor metalice nobile. Inspirată de acest fapt, a fost dezvoltată o metodă de îngheț-dezgheț ca o abordare fără aditivi pentru a destabiliza direct diferite soluții diluate de nanoparticule metalice (concentrație de 0,2-0,5 mM). La îngheț, s-au generat agregate mari datorită efectelor intensificate de sărire generate de concentrația locală de solut crescută dramatic; Între timp, au fost modelate la scară micrometrică de cristale de gheață formate in situ. După decongelare, agregatele s-au așezat și s-au asamblat în hidrogeluri monolitice ca urmare a proprietăților lor de auto-vindecare. S-au obținut hidrogeluri purificate și uscate, curate și aerogelurile corespunzătoare.

Imagini de microscopie electronică de transmisie ale diferitelor ANM structurate ierarhic.

Datorită structurilor ierarhic poroase, a curățeniei și a proprietăților catalitice/optice combinate, s-a găsit că aerogelurile aur-paladiu (Au-Pd) rezultate au afișat performanțe fotoelectrocatalitice impresionante conduse de lumină, oferind o densitate de curent de până la 6,5 ​​ori mai mare decât cea a paladiului comercial pe carbon (Pd/C) pentru reacția de oxidare a etanolului.

„Lucrarea actuală oferă o nouă idee de a crea materiale gel curate și structurate ierarhic direct din soluții de precursori diluați și ar trebui să se adapteze la diferite sisteme de materiale pentru o performanță îmbunătățită a aplicației pentru cataliză și nu numai”, presupune chimistul Ran Du.

Publicație originală:
Du, R., Joswig, J.-O., Hübner, R., Zhou, L., Wei, W., Hu, Y., Eychmüller, A. (2020). Fabricarea promovată prin înghețarea și decongelarea gelurilor metalice nobile curate și structurate ierarhic pentru electrocataliză și fotoelectrocataliză. Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201916484.