2017年7月18日
金属和光之间的一种不寻常的相互作用可以使化学反应更持久，但其背后的物理原理在该领域一直存在广泛的争论。
Umar Aslam观察了实验中使用的光源，这些光源揭示了银纳米立方体是如何捕获能量并将其传递给铂壳的。(图片来源:Akhil Kantipuly，密歇根工程公司)
最近，一项研究密歇根大学揭示了一种光收集金属是如何将能量传递给催化金属的，为改进催化剂设计铺平了道路。
催化剂作为化学反应的介质:它们可以使反应在较低的温度下进行，降低所需的能量，而且它们还可以为首选反应路径提供优势，产生更多的目标化学物质并减少浪费。
一种新型催化剂可以由电浆金属制成，这种金属擅长捕捉光线，但不擅长引导反应。为了提高它们的效率，研究人员在它们中加入了高级催化剂材料，增强与燃料生产和普通家用产品(如牙膏)相关的反应。欧洲杯足球竞彩
早期实验的困难在于有许多不同的暴露表面，因此很难解释结果，因为纳米粒子的复杂性。欧洲杯猜球平台
Umar Aslam，密歇根大学化学工程博士生
现在，Aslam和他在Suljo Linic研究小组的同事，化学工程教授和电浆催化的先驱，已经证明了能量是如何传播的。Aslam说，与高能电子从光捕捉器跳到催化剂上不同，电浆子金属的行为更像一个无线电天线，催化剂是接收器。
他们的实验发表在《自然纳米技术》杂志上，首次令人信服地证明了这种机制正在起作用。
我们描述了电浆子纳米结构如何将光能转移到催化活性位点。然后我们演示了如何利用这一机制来设计非常高效和选择性的催化剂。
Suljo Linic，化学工程教授
选择性之所以受到重视，是因为它减少了产生废物的不良“副反应”。
铜、金和银因其电浆子特性而被认可，或因其表面电子以波的形式捕获可见光能量的能力而被公认为表面电浆子。
在实验中，Aslam和化学工程博士生Steven Chavez创造了银纳米立方体，每边大约75纳米(一厘米的百万分之一)。然后，他们用厚度仅为1纳米的铂涂覆这些薄膜。
那么薄的金属基本上是对光透明的，所以镀银继续将光转化为表面等离子体。然后，银通过它们之间共享的电子海将能量导向铂涂层。铂产生了高能电子和带正电的空穴，这些空穴是载流子，可以向前移动，在铂的表面引起化学反应。
Aslam说，铂被广泛认为是“所有催化剂之王”，这使得这种材料成为着迷于等离子体催化的研究人员的明确选择。
然而，在此之前还没有人能够做到这一点，因为在银上形成铂薄膜是非常具有挑战性的。Aslam说，在大多数情况下，银色往往会褪色。因此，他和查韦斯修改了反应条件，使铂涂层的发生比变色快得多。
研究小组发现，与只依赖铂的黑暗反应相比，在有光的情况下，催化剂使氢中的一氧化碳污染物转化为二氧化碳的速率几乎增加了一倍。这种转化对于甲烷制氢至关重要，因为废气一氧化碳会堵塞氢燃料电池的催化剂。
他们发现，无论是单独的银纳米立方体，还是被酸除去银后剩下的立方铂外壳，都不能像镀铂的立方体那样发挥作用。然而，Linic和Aslam表示，这些新的催化剂还不是工业化学革命的先驱。
目前，电浆催化是一个新兴的领域。与传统催化剂相比，制备这种催化剂的成本更高。
奥马尔Aslam,密歇根大学Doctoral年代tudent我nChemical E恢复工程
但随着纳米粒子制造的不断进步，以及电浆子催化剂带来的额外效率提高的想法，它们可能会在未来使化学行业更加环保。
论文题目为“电浆子催化多金属纳米结构的能量流控制”。这项研究主要由美国国家科学基金会(National Science Foundation)支持，另外欧洲杯线上买球还得到了美国能源部(Department of Energy)和密歇根大学工程学院(U-M College of Engineering)的支持。