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测定不含贵金属的催化剂颗粒的活性

化学家们开发了一种新的方法,利用它们可以表征各个不含贵金属的纳米颗粒催化剂。该颗粒可以是通过电解从水中获得氢的贵金属催化剂的廉价替代品。“为了开发有效的纳米粒子,我们需要了解单个粒子或小粒子组的结构和活性之间是如何相互联系的,”波鸿鲁尔大学电化学中心的沃尔夫冈·舒曼(Wolfgang Schuhmann)教授说。他与Bochum的研究人员Tsvetan Tarnev和Harshitha Barike Ayappa博士以及杜伊斯堡-埃森大学的Corina Andronescu教授以及《Angewandte Chemie》杂志上的其他同事一起描述了一种新的测量方法。 2019年10月1日。

到目前为止,几乎没有可用的技术来测量单个或几个纳米颗粒的催化活性。Schuhmann解释说:“必须测量的电流非常小,为了找到可重复测量的电流,必须找到单个或几个纳米颗粒。” 在鲁尔大学联盟内部合作的研究小组表明,这种分析也可以以高通量进行,即通过扫描电化学电池显微镜进行。

开发新的参考系统

迄今为止,该方法尚未用于此目的,因为必须在苛刻的化学条件下测试纳米颗粒,因此会出现较大的测量误差。这使得无法可靠地解释结果。在他们目前的工作中,研究人员开发了一种用于扫描电化学细胞显微镜的新参考系统。通过巧妙地使用稳定的内标,他们消除了测量的不准确性,并在给定条件下以高通量进行了持久的测量。

自制纳米颗粒的分析

研究人员生产了在玻璃碳上带有氮和钴夹杂物的碳颗粒,这些颗粒单独存在或以少量颗粒的形式存在于表面。在一个实验中,他们能够使用扫描电化学电池显微镜确定所有这些单个颗粒或颗粒组的电化学活性。

的颗粒催化的所谓的析氧反应。水的电解会产生氢和氧-目前,该过程的限制步骤是产生氧气的部分反应;用于该部分反应的更有效的催化剂将促进氢的产生。

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