There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Динамика Систем Nanocatalytical Модельных

Профессор Flemming Besenbacher и Др. Питер Thostrup, Междисциплинарный Центр Nanoscience (iNANO), Университет Орхуса
Соответствуя автор: fbe@inano.dk

Мир смотрит на разнообразие серьезные возможности в обеспечивать более эффективный и более устойчивый химикат и производство энергии. Катализирование уже играет центральную роль в таких технологиях, но романные и недорогие катализаторы срочно необходимы если мы соотвествовать глобальные. Просматривая Микроскопия Прокладывать Тоннель (STM) уникально метод реальн-космоса систем катализатора модельных которые могут обеспечить новые проницательности в промышленные каталитические системы определяя активные места, важность дефекта распологает, и поддержка производит эффект. Мы причаливаем эре где основные проницательности атомн-маштаба в поверхностные структуру и реактивность могут вести к конструкции нового главного катализатора работая под технически уместными условиями.

постепенные Поверхност-Каталитические Реакции

Наш первый пример общается с конструкцией нового пар-реформируя катализатора. Пока золото и никель immiscible в большом части, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup на Междисциплинарном Центре Nanoscience (iNANO) открывали что 2 в действительности формируют поверхностный сплав. Принято вместе с фактом что Ni, при использовании как пар-реформируя катализатор, быстро запассивирован образованием графита, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup расследовали ли сплав поверхности Au-Ni упорне.

От изображений STM высок-разрешения было показано что атомы Au сплавленные в слой Ni поверхностный беспокоят электронную структуру близрасположенных атомов Ni, в смысле, что атомы Ni с соседским атомом Au imaged яркие STM (см. диаграмму ниже). Это имеет удивительно влияние понижать тенденцию поверхности связать углерод и графит формы. Эти основные заключения воодушевили синтез высокой поверхностной области, MgAlO-поддержанного24 пар-реформируя катализатора Au-Ni.

Как второй пример, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup успешно разрешили промежуточное звено реакции в процессе (HDS) hydrodesulphurization, который использован на практически всех продуктах сгорания выведенных от сырой нефти и как таковой очень важный фактор в притухая излучениях серы. Наши атомно resolved изображения показали hitherto неизвестное электронное положение «brim» с металлическим характером на краях каталитически активных nanoclusters2 MoS. Он поворачивает вне что это положение brim imparts необыкновенные химические характеристики к группам2 MoS.

На диаграмму ниже показано реакции промежуточное cis-but-2-ene-thiolates (CHS-47) координируемое через терминальный атом серы к металлическому brim сформированному на частично гидрогенизации тиофена (CHS44). Основано на проницательности приобретенной от изучений STM совмещенных с детальными теоретическими вычислениями DFT, наши сотрудницы на Haldor Topsøe A/S недавно управляли синтезировать новый Н тип главных катализаторов HDS, катализаторов hydrotreating BRIM.

В-третьих, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup общанное с удивительно находящ что каталитическая работа точно разметанных nanoparticles Au на поддержках TiO2 рутила превышает то из обыкновенно используемых катализаторов металла переходной группы как Pt, Rh, и Pd. В настоящее время, большинств серьезная проблема связанная с nanocatalysts Au их долгосрочная стабильность, с тех пор, когда nanoclusters Au спекают, они выключает.

От взаимодействия между результатами STM и DFT, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup показывали что не вакансии кислорода, но довольно интерфейсы Au-Поддержки O-Богатые люди важны для того чтобы стабилизировать nanoclusters Au под реальными условиями реакции. Эти результаты показывают что положение оксидации поддерживая окиси сильно уместно и может также показать что периметр nanoclusters Au представил интерес особый интерес к каталитическим реакциям.

Посредством врем-lapsed кино STM, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup могут визуализировать nanoclusters Au и разрешить динамический режим химического вида присутствующего на поверхности2 TiO. Это дает возможность осуществлять один из «Святейших Grails» в пределах области, того сразу «наблюдать» химические реакции на атомном маштабе, постепенном, по мере того как они случаются. На пример, Профессор Besenbacher и Др. Thostrup показали что дефекты как вакансии и interstitials Ti играют ключевую роль внутри и могут продиктовать ensuing химию поверхностного окисления, как обеспечивать электронную обязанность требуемую для адсорбции O2ий и разобщенности.

См. http://phys.au.dk/forskning/condensed-matter-physics/spm/stm-movies/azonano для кино STM показывая динамику вод-посредничанного движения гидроксила на TiO2.

Преимущества к Обществу

Промышленные катализаторы беспеременно структурно комплекс и вообще unamenable вникновение атомн-маштаба с сегодняшними поверхност-чувствительными методами. В так называемом «подходе к поверхност-науки», мы поэтому прибегаем к идеализированной системе как те представленные выше. Эти большие упрощения несмотря на, мы все еще работаем плодовитые сотрудничества исследования с нашими промышленными соучастниками.

К исследователям в индустрии и научному сообществу похожий, визуализирование реальн-космоса в действительности большой вдохновляющий фактор, но разяснение основных явлений или критические параметры реакции помогают нам причалить цели конструировать новые катализаторы от первых принципов.


Справки

F. Besenbacher et al., Наука 279, 1913-1914 (1998).
J.V. Lauritsen et al., J. Catal. 224, 94-106 (2004).
H. Topsøe et al., Catal. Сегодня 107-08, 12-22 (2005).
J.V. Lauritsen et al., Природа Nanotechnol. 2, 53 (2007)
D. Matthey et al., Наука 315, 1692-1696 (2007).
S. Wendt et al., Наука 320, 1755 (2008).
J. Matthiesen et al., ACS Nano 3, 517 (2009).
F. Besenbacher et al., Прибой. Sci. 603, 1325 (2009).

AZoNano.com, Профессор Flemming Besenbacher и Др. Питер Thostrup (Междисциплинарный Центр Nanoscience (iNANO), Университет Орхуса)

Date Added: Oct 13, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit