There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Nanocatalytical 模型系统动力

Flemming Besenbacher 教授彼得 Thostrup学科 Nanoscience 中心 (iNANO)奥尔胡斯大学博士
对应的作者: fbe@inano.dk

这个世界面对在获取更加高效和更加能承受的化学制品和发电的各种各样严重的挑战。 催化在这样技术已经扮演一个主角,但是紧急需要新颖和耗费小的催化剂我们是否将接受全球挑战。 浏览的挖洞显微学 (STM)是的催化剂模型系统一个唯一实际空间技术可能提供新的答案到识别有效的站点的行业催化作用的系统,缺陷的重要性选址,并且技术支持影响。 我们处理根本基本缩放比例答案到表面结构和反应性里可能导致运行在技术上相关情况下的一种新的优越催化剂设计的时代。

逐步表面催化作用的回应

我们的第一个示例处理一种新的蒸汽改革的催化剂的设计。 当金子和镍是不溶的在批量项目货签时, Besenbacher 教授Thostrup 博士学科 Nanoscience 中心 (iNANO) 发现二实际上形成表面合金。 采取与这个情况一起 Ni,当使用作为一种蒸汽改革的催化剂,由石墨形成迅速钝化, Besenbacher 教授Thostrup 博士调查澳大利亚 Ni 表面合金是否更加有抵抗性。

从高分辨率 STM 图象显示澳大利亚原子被熔合到 Ni 表层心绪不宁附近的 Ni 原子的电子结构,也就是说与一个相邻的澳大利亚原子的 Ni 原子是印象更加明亮的由 STM (参见下面图)。 这有降低表面的倾向的惊奇的作用束缚碳和表单石墨。 这些根本发现启发了高表面, MgAlO 支持的澳大利亚 Ni 的综合24蒸汽改革的催化剂。

作为第二个示例, Besenbacher 教授Thostrup 博士在氢化脱硫作用进程中顺利地解决了一件回应 (HDS)半成品,在实际上从原油派生的所有燃烧产品被使用并且是作为在消退的硫磺放射的这样一个非常重要因素。 我们的基本解决的图象显示了与金属字符的一个至此未知的电子 “边缘”状态在催化作用上有效的 MoS nanoclusters 边缘2 。 它结果此边缘状态给予异常的化工特性对 MoS2 字符串。

下面这个的图显示这种回应通过最终硫磺47原子 (CHS-) 被协调半成品同边但是 2 enethiolates 对金属边缘被形成在噻吩 (CHS) 的部分加氢44。 基于从 STM 研究了解结合与详细理论上的 DFT 计算,我们的合作者在 Haldor Topsøe A/S 最近设法综合优越 HDS 催化剂,边缘加氢处理催化剂的一个新类型。

第三, Besenbacher 教授Thostrup 博士涉及惊奇发现在金红石 TiO 技术支持的细致被分散的澳大利亚 nanoparticles 的催化作用2 超出那些常用的转移金属催化剂例如 Pt、 Rh 和 Pd。 当前,这个严重的问题与澳大利亚 nanocatalysts 相关是他们的长期稳定性,从什么时候澳大利亚 nanoclusters 焊接,他们停用。

从在 STM 和 DFT 结果之间的互相作用, Besenbacher 教授Thostrup 博士表示不是氧气闲置,但是相当 O 丰富的澳大利亚技术支持界面是重要在实际回应情况下稳定澳大利亚 nanoclusters。 这些结果向显示这种支持的氧化物的氧化态是高度相关的,并且可能也表明澳大利亚 nanoclusters 的外围是特殊利益对催化反应。

通过定期下降的 STM 电影, Besenbacher 教授Thostrup 博士能形象化澳大利亚 nanoclusters 和解决这个化工种类的动态特性在 TiO2 表面。 因为他们发生,这提供机会认识到其中一 “圣杯”在区,那内是为了 “直接注意”化学反应在这个基本缩放比例,逐步。 例如, Besenbacher 教授Thostrup 博士表示缺陷例如闲置和钛间隙植物扮演一个关键角色并且可能指明接着而来的表面氧化作用化学,例如提供对于 O2 吸附和离解是必需的电荷。

为显示水斡旋的羟基移动的动力在 TiO 的 STM 电影参见 http://phys.au.dk/forskning/condensed-matter-physics/spm/stm-movies/azonano2

对社团的福利

行业催化剂结构上不变地是复杂和一般 unamenable 基本缩放比例察视与今天表面敏感的技术。 因此在所谓的 “表面科学途径”,我们采取理想化系统例如出席的那些以上。 这些总简单化仍然,我们仍然运行与我们的行业合作伙伴的卓有成效的研究协作。

对行业和学术界的研究员,实际空间形象化本身是一个巨大激动人心的系数,但是根本现象的说明或重要回应参数帮助我们处理设计从基本原理的新的催化剂的目标。


参考

F. Besenbacher 等,科学 279, 1913-1914 (1998)。
J.V. Lauritsen 等, J. Catal。 224, 94-106 (2004)。
H. Topsøe 等, Catal。 今天 107-08, 12-22 (2005)。
J.V. Lauritsen 等,本质 Nanotechnol。 2, 53 (2007)
D. Matthey 等,科学 315, 1692-1696 (2007)。
S. Wendt 等,科学 320, 1755 (2008)。
J. Matthiesen 等, ACS 纳诺 3, 517 (2009)。
F. Besenbacher 等,海浪。 Sci。 603, 1325 (2009)。

复制权 AZoNano.com、 Flemming Besenbacher 教授和彼得 Thostrup (学科 Nanoscience 中心 (iNANO),奥尔胡斯大学) 博士

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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