科学家们宾厄姆顿大学进行了研究与合作功能纳米材料中心欧洲杯足球竞彩(CFN)——美国能源部(DOE)办公室用户设备欧洲杯线上买球布鲁克海文国家实验室,为了更好地了解过氧化物表面的铜氧化物促进氢的氧化,但防止一氧化碳的氧化,使他们能够控制氧化反应。
基于实验室的环境压力x射线光电子能谱(XPS)在CFN仪器。图片来源:布鲁克海文国家实验室。
他们雇佣了两个互补的光谱学方法,从未以这种方式使用这些快速变化。《华尔街日报》美国国家科学院院刊》上欧洲杯线上买球该小组的研究成果发表。
铜是研究最多的之一,相关的表面,在催化和腐蚀科学。欧洲杯线上买球很多机械零件工业用铜做的,所以试着去理解这个元素的腐蚀过程是非常重要的。
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阿什利,中心的功能纳米材料,材欧洲杯足球竞彩料科学家补充道,“我总是喜欢看铜系统。他们有这种有趣的性质和反应,其中一些非常引人注目的。”
研究者们将有更多的控制他们产生的化学反应,包括潜在的可再生能源解决方案,由于一种改进的理解氧化物催化剂。
控制的氧气和电子的数量对铜铜以来有效的化学反应是至关重要的,例如,可以催化地创建和甲醇转化为有益的燃料。
过氧化氢作为一个代理
化合物称为过氧化物有两个氧原子连接共享电子。过氧化物非常活泼由于相对薄弱环节,使其他化学物质来改变他们的结构。
在这个实验中,与多个气体生成过氧化物种的组成,包括O2H2,公司决心改变氧化还原的催化氧化过程的氧化阶段铜表面(错)。
氧化和还原共同形成氧化还原。还原剂失去电子在这个过程中,而氧化剂得到一个。研究人员发现,表层的过氧化大大改善措还原性支持H2氧化过氧化当比较不同物种和这些过程如何发生。
另一方面,他们还发现,它是一种抑制剂防止有限公司(一氧化碳)氧化抑制措减少。他们发现过氧化的相反的效果在两个氧化过程的结果从表面的蚀变反应发生的地方。
通过这些联系网站,了解这些要素是如何抑制或促进氧化,科学家可以利用这些气体获得更多地控制这些反应。然而,科学家们需要一个清晰的看发生了什么事来优化这些反应。
正确的工具
由于过氧化物的高反应活性和多快的这些变化发生,研究人员认为这是研究这个反应在其自然环境的关键。表面上看,很难捕捉这样一个短暂的时间没有适当的设备和环境。2020欧洲杯下注官网
原位红外(IR)光谱以前从未发现过氧化物种在铜表面。使用这种方法,科学家们研究红外辐射被吸收或反射反应情况下,以便更好地理解材料的化学特性。
在这个实验中,研究人员能够区分过氧化的“物种”,否则他们就会被巨大的挑战在金属氧化物表面识别由于轻微的变化他们携带氧气。
进一步表示,“我很兴奋当我看到这些过氧化物种在一个表面上的红外光谱,看到没有许多出版物。很兴奋,我们可以看到这些差异使用的技术没有广泛应用于这些类型的物种。”
然而,红外光谱就不够可以肯定的是,研究人员还利用不同的光谱学方法称为环境压力x射线光电子能谱(XPS)。
低能量的x射线用于XPS迫使样本的电子。科学家可以了解更多关于原子的化学特征在样本通过检查这些电子的能量。在这两种技术可以通过CFN用户程序是使这项研究可能的关键。
Boscoboinik进一步表示,“我们骄傲的事情之一是我们的工具和修改。我们的仪器连接,所以用户可以将样品在一个被控制的环境中这两种技术和原位研究它们之间获得互补信息。在其他情况下,用户会带样品去不同的仪器,环境的变化,可以改变其表面。”
闻周教授托马斯·沃森工程和应用科学学院机械工程系和宾厄姆顿大学材料科学项目,补充说,欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“CFN一个不错的功能不仅在于其对科学最先进的设施,而且它提供的机会训练年轻的研究人员。欧洲杯线上买球每个学生都受益于广泛,实践经验在显微镜和光谱学在CFN工具。”
四个博士生从周的实验室,包括第一本研究的合著者,亚光朱Jianyu王,以及Shyam Patel Chaoran,促成了这项研究。这些学生们刚刚开始他们的职业生涯;他们都在2022年获得博士学位。
未来的发现
本研究的结果可以应用到不同类型的反应和铜催化剂的替代品。这些研究结果和过程和技术让研究人员有可能适用于其他相关的研究领域。
金属氧化物经常用作催化剂或催化剂组成材料。欧洲杯足球竞彩一种技术来控制表面反应在催化过氧化过程是通过调整生产其他氧化物。
头总结道,“我参与一些其他项目相关的铜和铜氧化物,包括将二氧化碳转换为甲醇作为燃料的清洁能源。看着这些过氧化物在同一表面我用极有可能影响其他项目使用铜和其他金属氧化物。”
期刊引用:
朱,Y。,et al。(2023)优化过氧化氧化物的表面反应活性物种。美国国家科学院院刊》上欧洲杯线上买球。doi: 10.1073 / pnas.2215189120。
来源:https://www.bnl.gov/