Благородні металеві аерогелі, увімкнені заморожуванням багатомасштабних структурованих матеріалів для електрокаталізу та
- Головне меню
- Факультет
- Навчання
- Дослідження
- Аспіранти
- жартівник
- Факультет
- Місцезнаходження та контакт
- адміністрація
- Наукові зони та кафедри
- Комітет та представники
- Випускники
- Одиниці
- Історична колекція барвників
- Будинки
- ІТ-послуги
- A - Z
- Новини
- Новини
- Благородні металеві аерогелі завдяки заморожуванню: багатомасштабні структуровані матеріали для електрокаталізу та фотоелектрокаталізу
Дрезденські хіміки створили новий метод заморожування-відтавання, використовуючи самозагоювальні властивості гелів благородних металів та ефект льоду.
Хіміки ТУ Дрезден розробили метод заморожування та розморожування, здатний синтезувати різні аерогелі благородних металів (НМА) з чистими поверхнями та багатомасштабною структурою. Завдяки їхній ієрархічній структурі та унікальним оптичним властивостям виявляються надзвичайні характеристики електроокислення етанолу. Дослідження пропонує нові ідеї для проектування різних гелевих або пінопластових матеріалів для високоефективного електрокаталізу та фотоелектрокаталізу.
Схематичне представлення методу заморожування-відтавання.
Будучи новим класом пористих матеріалів, аерогелі з благородних металів (НМА) привернули надзвичайну увагу завдяки своїм поєднаним характеристикам, включаючи самонесучі архітектури, високі площі поверхні та численні оптично та каталітично активні ділянки, що забезпечує їх вражаючу ефективність у різних областях. Однак сучасні методи виготовлення страждають від тривалих періодів виготовлення, неминучих домішок та неконтрольованих багатомасштабних конструкцій, що не сприяє їх фундаментальним та прикладним дослідженням.
Лікар. Ран Ду з Китаю працює дослідником Олександра фон Гумбольдта в TU Dresden з 2017 року. У співпраці з дрезденськими хіміками Dr. Ян-Оле Йосвіг та професор Олександр Ейхмюллер нещодавно створили новий метод заморожування та розморожування, здатний отримувати різні багатомасштабні структуровані аерогелі з благородних металів як чудові фотоелектрокаталізатори для електроокислення етанолу, сприяючи застосуванню паливних елементів. Зараз їхні роботи були опубліковані як обкладинка в престижному журналі Angewandte Chemie International Edition.
Ран Ду та його команда виявили незвичні властивості самовідновлення благородних металевих гелів у своїх попередніх роботах. Натхненний цим фактом, був розроблений метод заморожування та розморожування як підхід без добавок для безпосередньої дестабілізації різних розведених розчинів наночастинок металів (концентрація 0,2-0,5 мМ). При заморожуванні утворювались великі заповнювачі внаслідок посиленого ефекту засолення, спричиненого різко підвищеною концентрацією місцевих розчинених речовин; Тим часом вони мали мікрометрову форму за рахунок кристалів льоду, що утворилися in situ. Після розморожування заповнювачі осідали і збиралися в монолітні гідрогелі в результаті їх самовідновлення. Отримували очищені та висушені, чисті гідрогелі та відповідні аерогелі.
Зображення трансмісійної електронної мікроскопії різних ієрархічно структурованих НМА.
Завдяки ієрархічно пористим структурам, чистоті та поєднаним каталітичним/оптичним властивостям, виявлено, що отримані золото-паладієві (Au-Pd) аерогелі демонструють вражаючі фотоелектрокаталітичні характеристики, керовані світлом, забезпечуючи щільність струму до 6,5 разів вищу ніж комерційний паладій на вуглеці (Pd/C) для реакції окислення етанолу.
"Ця робота пропонує нову ідею створення чистих та ієрархічно структурованих гелевих матеріалів безпосередньо з розведених розчинів попередників, і вона повинна адаптуватися до різних системних матеріалів для поліпшення ефективності нанесення для каталізу та не тільки", припускає хімік Ран Ду.
Оригінальна публікація:
Du, R., Joswig, J.-O., Hübner, R., Zhou, L., Wei, W., Hu, Y., Eychmüller, A. (2020). Виробництво чистих та ієрархічно структурованих благородних металевих гелів для електрокаталізу та фотоелектрокаталізу, що стимулюється заморожуванням. Енджу. Chem. Int. Ред., DOI: 10.1002/anie.201916484.