加载中…科技日报---催化剂的秘密
(2023-12-07 10:49:15)
标签：
科技日报催化剂 |
分类： 翻译 |
题记：科技的进步速度令人难以想象，特别是显微镜技术的发展更是令人瞠目结舌，如今人类借助于显微镜可以观察到每个原子的动态，不仅如此，还能观测到它们如何控制化学反应的进行，太了不起了！催化剂在化学反应中一直起着神秘的作用，而这种神秘在今天的科学技术面前已变得显而易见了。借助于显微技术，人们的视野触及到了物质世界的极其细微之处，仿佛能看清“上帝”的工作程序了！
解开催化剂的秘密：微量元素如何改变化学反应
维也纳技术大学的研究人员通过直接观察镧原子在增强铑纳米颗粒催化剂中的作用，彻底改变了对催化剂促进剂的理解。他们的研究揭示了这些促进剂如何控制催化剂的关键区域，从而显著影响化学反应过程。上面是描述水分子和纳米颗粒的图像。来源：TU Wien
维也纳大学的研究人员首次实时观察了促进剂在催化反应中的作用，取得了重大突破。推动者在技术中发挥着重要作用，但迄今为止，人们对它们的工作方式知之甚少。
催化剂在许多化学技术中发挥着至关重要的作用，包括净化废气、生产有价值的化学品和能源载体。通常，在催化剂中加入少量的其他物质，即“促进剂”，以提高其有效性。这些推动者虽然在技术中发挥着至关重要的作用，但众所周知，却一直难以研究。
在大多数情况下，确定哪种量的促进剂对催化剂有什么影响是一个反复试验的过程。然而，维也纳大学的研究人员已经成功地直接观察到镧促进剂在氢氧化中的作用。他们使用高科技显微镜方法，观察了单个镧原子的作用。
他们的研究表明，催化剂的两个表面区域起到了起搏器的作用，类似于管弦乐队中的指挥。启动子在它们的相互作用中起着至关重要的作用，控制着起搏器。这项研究的结果已经发表在《自然通讯》杂志上。
在线观看反应
维也纳技术大学材料化学研究所的Günther Rupprechter教授表示：“许多化学过程都使用微小纳米颗粒形式的催化剂。”虽然通过对产品的分析可以很容易地确定催化剂的性能，但采用这种方法无法获得微观的见解。
单个纳米颗粒的反应行为由其起搏器决定。La启动子的添加显著影响这些起搏器的相互作用。来源：TU Wien（维也纳技术大学）
现在情况已经改变了。几年来，Günther Rupprechter和他的团队开发了复杂的方法，可以在化学反应过程中直接观察单个纳米颗粒。这使我们能够看到在反应过程中，这些纳米颗粒上不同位置的活性是如何变化的。
Günther Rupprechter说：“我们使用的铑纳米尖端表现得像纳米颗粒。”。“例如，当氢和氧结合形成水分子时，它们可以作为催化剂——我们正在详细研究这种反应。”
在“活动”和“非活动”之间振荡
近年来，TU-Wien团队已经证明，纳米颗粒表面的不同区域表现出不同的行为：它们在活性和非活性状态之间振荡。有时，所需的化学反应会发生在某些位置，而在其他时候则不会。
.
使用专用显微镜，已经表明，各种这样的振荡并行地发生在每个纳米颗粒上，并且它们都相互影响。纳米颗粒表面的某些区域，通常只有几个原子直径宽，比其他区域发挥着更重要的作用：它们充当高效的“起搏器”，甚至控制其他区域的化学振荡。
启动子现在可以干扰这种起搏器的行为，这正是维也纳大学开发的方法让研究人员得以研究的。当铑用作催化剂时，镧可以作为催化反应的促进剂。将单个镧原子放置在铑纳米颗粒的微小表面上。在促进剂存在和不存在的情况下对相同的颗粒进行了研究。这种方法详细揭示了单个镧原子对化学反应进程的具体影响。
镧改变一切
Maximilian Raab、Johannes Zeininger和Carla Weigl进行了实验。“差别是巨大的，”马克西米利安•拉布说。“镧原子可以与氧结合，这会改变催化反应的动力学。”微量的镧会改变纳米颗粒不同区域之间的耦合。
Johannes Zeininger解释道：“镧可以选择性地使某些起搏器失效。”“想象一下，一个有两名指挥的管弦乐队，我们会听到相当复杂的音乐。启动子确保只剩下一个起搏器，使情况变得更简单、更有秩序。”
除了测量之外，该团队在Alexander Genest和Yuri Suchorski的支持下，开发了一个数学模型来模拟纳米颗粒各个区域之间的耦合。这种方法提供了一种比以前更有力的描述化学催化的方法：不仅基于输入和输出，而且在一个复杂的模型中，该模型考虑了催化剂的不同区域如何在活性和非活性之间切换，并在促进剂的控制下相互影响。
解开催化剂的秘密：微量元素如何改变化学反应
维也纳技术大学的研究人员通过直接观察镧原子在增强铑纳米颗粒催化剂中的作用，彻底改变了对催化剂促进剂的理解。他们的研究揭示了这些促进剂如何控制催化剂的关键区域，从而显著影响化学反应过程。上面是描述水分子和纳米颗粒的图像。来源：TU Wien
维也纳大学的研究人员首次实时观察了促进剂在催化反应中的作用，取得了重大突破。推动者在技术中发挥着重要作用，但迄今为止，人们对它们的工作方式知之甚少。
催化剂在许多化学技术中发挥着至关重要的作用，包括净化废气、生产有价值的化学品和能源载体。通常，在催化剂中加入少量的其他物质，即“促进剂”，以提高其有效性。这些推动者虽然在技术中发挥着至关重要的作用，但众所周知，却一直难以研究。
在大多数情况下，确定哪种量的促进剂对催化剂有什么影响是一个反复试验的过程。然而，维也纳大学的研究人员已经成功地直接观察到镧促进剂在氢氧化中的作用。他们使用高科技显微镜方法，观察了单个镧原子的作用。
他们的研究表明，催化剂的两个表面区域起到了起搏器的作用，类似于管弦乐队中的指挥。启动子在它们的相互作用中起着至关重要的作用，控制着起搏器。这项研究的结果已经发表在《自然通讯》杂志上。
在线观看反应
维也纳技术大学材料化学研究所的Günther Rupprechter教授表示：“许多化学过程都使用微小纳米颗粒形式的催化剂。”虽然通过对产品的分析可以很容易地确定催化剂的性能，但采用这种方法无法获得微观的见解。
单个纳米颗粒的反应行为由其起搏器决定。La启动子的添加显著影响这些起搏器的相互作用。来源：TU Wien（维也纳技术大学）
现在情况已经改变了。几年来，Günther Rupprechter和他的团队开发了复杂的方法，可以在化学反应过程中直接观察单个纳米颗粒。这使我们能够看到在反应过程中，这些纳米颗粒上不同位置的活性是如何变化的。
Günther Rupprechter说：“我们使用的铑纳米尖端表现得像纳米颗粒。”。“例如，当氢和氧结合形成水分子时，它们可以作为催化剂——我们正在详细研究这种反应。”
在“活动”和“非活动”之间振荡
近年来，TU-Wien团队已经证明，纳米颗粒表面的不同区域表现出不同的行为：它们在活性和非活性状态之间振荡。有时，所需的化学反应会发生在某些位置，而在其他时候则不会。
.
使用专用显微镜，已经表明，各种这样的振荡并行地发生在每个纳米颗粒上，并且它们都相互影响。纳米颗粒表面的某些区域，通常只有几个原子直径宽，比其他区域发挥着更重要的作用：它们充当高效的“起搏器”，甚至控制其他区域的化学振荡。
启动子现在可以干扰这种起搏器的行为，这正是维也纳大学开发的方法让研究人员得以研究的。当铑用作催化剂时，镧可以作为催化反应的促进剂。将单个镧原子放置在铑纳米颗粒的微小表面上。在促进剂存在和不存在的情况下对相同的颗粒进行了研究。这种方法详细揭示了单个镧原子对化学反应进程的具体影响。
镧改变一切
Maximilian Raab、Johannes Zeininger和Carla Weigl进行了实验。“差别是巨大的，”马克西米利安•拉布说。“镧原子可以与氧结合，这会改变催化反应的动力学。”微量的镧会改变纳米颗粒不同区域之间的耦合。
Johannes Zeininger解释道：“镧可以选择性地使某些起搏器失效。”“想象一下，一个有两名指挥的管弦乐队，我们会听到相当复杂的音乐。启动子确保只剩下一个起搏器，使情况变得更简单、更有秩序。”
除了测量之外，该团队在Alexander Genest和Yuri Suchorski的支持下，开发了一个数学模型来模拟纳米颗粒各个区域之间的耦合。这种方法提供了一种比以前更有力的描述化学催化的方法：不仅基于输入和输出，而且在一个复杂的模型中，该模型考虑了催化剂的不同区域如何在活性和非活性之间切换，并在促进剂的控制下相互影响。
喜欢
0
赠金笔