单纳米颗粒碰撞电化学可改变反应选择性

日期： 2022-07-29

浏览次数: 5

来源：x-mol

高选择性的电化学反应与合成对生成有价值的产品至关重要。目前，改进选择性的常用方法都聚焦于如何改进催化材料的本身，然而这些方法往往需要繁琐的合成过程与复杂的试剂，同时，所得到的材料也可能会同时增强其他反应路径，并不能很好改进反应选择性。近日，湖南大学周一歌教授与新加坡南洋理工大学林楚红博士、南京大学魏辉教授合作，发现在溶液中自由行走的单纳米颗粒电化学由于显著提高的物质传输效率，可明显提高过氧化氢还原反应的选择性。

随后，作者针对影响过氧化氢还原反应选择性的几个因素，即过氧化氢的吸附速率、分解速率、物质输运速率在修饰电极及单纳米颗粒水平进行了理论模拟，发现当吸附速率不是速决步的情况下，物质输运速率将显著影响反应选择性。作者继而通过理论模型与修饰电极实验的拟合，得到了过氧化氢还原反应的一系列动力学参数。

为研究单个镍酸镧纳米颗粒催化过氧化氢还原反应的电化学行为，作者采用单纳米颗粒碰撞电化学方法在一系列电位下采集并统计了单纳米颗粒催化电流，绘制出单颗粒平均电流与电位的依赖关系，该曲线即相当于单个纳米颗粒催化过氧化氢还原反应的伏安曲线。使用与修饰电极上完全相同的动力学参数对单颗粒水平的反应进行模拟，发现与实验曲线基本吻合。作者发现，单颗粒水平反应出现了两个电流平台，分别对应HPRR与ORR，两者比例由修饰电极上的1.5:1变为8:1。该结果表明，不改变任何动力学参数，仅仅由于溶液中自由行走的单纳米颗粒电化学显著增强的物质输运能力，便明显改进了过氧化氢还原反应的选择性。

该工作为催化剂颗粒的使用方式带来了新视角，为高效电化学反应与合成提供了简便有效的新方法。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的通讯作者是湖南大学周一歌教授、新加坡南洋理工大学林楚红博士与南京大学魏辉教授，第一作者是湖南大学博士研究生钟瑞和南京大学王小宇博士。

上一篇：铜空位调控硫化铜产物从甲酸向CO转换下一篇：癌症治疗大步迈进背后的推手——纳米药物

Hot News / 相关推荐

同位素考古溯源出古丝绸之路玻璃生产流通模式

2022 - 11 - 28

点击次数: 1

来源：科技日报科技日报合肥11月24日电（记者吴长锋）记者24日从中国科学技术大学获悉，该校人文与社会科学学院科技史与科技考古系特任副研究员吕骎骎，通过考察丝绸之路沿线中亚、伊朗、两河流域与考古相关的地质环境状况，汇集锶、钕同位素数据，提出了该地区生物可利用锶同位素比值和岩屑中钕同位素比值的范围，并将其应用于丝路植物灰玻璃的溯源，极大地促进了对两河流域玻璃生产原料来源和伊斯兰时期玻璃制品流通模式...

【动态】大连化物所实现极低缺陷亚埃级粗糙度石英超光滑表面的研制

2022 - 11 - 28

点击次数: 2

来源于中科院大连化物所近日，大连化物所化学激光研究中心李刚研究员、金玉奇研究员团队（700组群）与生物能源化学品研究组（DNL0603组）合作，以自主合成的新型超细纳米氧化铈（CeO2）为抛光浆料，利用化学机械抛光（CMP）技术，加工出极低缺陷亚埃级（＜0.1nm）表面粗糙度的超光滑石英光学表面，并深入研究了加工过程中CeO2纳米颗粒与石英表面的物理及化学变化过程，进一步提升了对CMP抛光机理的理...

用于副产氢提纯的离子传导膜的新型制备技术

2022 - 11 - 25

点击次数: 0

来源：x-mol与可再生能源电解水制氢技术相比，通过提纯工业副产氢获取燃料氢气是现阶段更廉价的制氢方式。由金属氧化物构成的氧离子传导膜具有对氧100%的选择性，将高温水分解反应和工业副产氢燃烧反应耦合在致密氧离子传导膜的两侧，可实现低纯氢气燃烧反应驱动膜另一侧水分解，直接获得不含CO的氢气，用于氢燃料电池。但是，常见含钴或铁氧离子传导膜材料在工业副产氢气氛下工作时面临抗还原腐蚀性能差的问题。因此，...

度亘激光重磅发布单模980nm半导体激光芯片，攻克多项核心技术

2022 - 11 - 25

点击次数: 1

来源：eet-china11月18日，度亘激光技术（苏州）有限公司（以下简称“度亘激光”）成功举办了新品发布会。此次发布的新品是通信级高功率单模 980 nm半导体激光芯片与泵浦模块，可广泛应用于光通信、海底通讯、卫星激光与空间通信、光纤陀螺、超快激光泵浦源、激光雷达等领域，可多方面满足市场需求。据悉，该产品攻克了多项核心技术，如高功率单模输出和高电光转换效率、超高功率密度导致的灾变性光学腔面损伤...