19:49 2022-11-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Explorarea nanodiamantelor care pot fi activate ca fotocatalizatori cu lumina soarelui
_ Explorarea nanodiamantelor care pot fi activate ca fotocatalizatori cu lumina soarelui
Materialele nanodiamante au un mare potențial ca catalizatori. Nanoparticulele ieftine din carbon oferă suprafețe foarte mari în comparație cu volumul lor. Cu toate acestea, pentru a accelera catalitic reacțiile chimice într-un mediu apos, electronii din catalizator trebuie să intre în solvatare, iar în materialele diamantate pure, acest lucru necesită lumină UV de înaltă energie pentru excitare. Pe de altă parte, dimensiunile extrem de mici ale nanoparticulelor permit noi stări moleculare pe suprafețele nanodiamantelor care absorb și lumina vizibilă.
Ca parte a proiectului DIACAT, o echipă de la HZB a investigat acum diferite variante. a materialelor nanodiamante în timpul excitării cu lumină și a analizat procesele cu o rezoluție în timp extrem de mare. Probele de nanodiamond cu diferite chimii de suprafață au fost produse de grupul dr. Jean-Charles Arnault, CEA, Franța și prof. Anke Krueger, acum la Universitatea din Stuttgart. Nanoparticulele diferă în ceea ce privește suprafețele lor, care conțineau cantități diferite de hidrogen sau atomi de oxigen.
„Hidrogenul de pe suprafețe face emisia de electroni mult mai ușoară”, explică dr. Tristan Petit, expert în nanodiamante la HZB. „Printre numeroasele variante, am descoperit că o anumită combinație de hidrogen și carbon asemănător fullerenei de pe suprafețele nanoparticulelor este ideală”, spune el.
În Laboratorul Laser de la HZB au studiat nanodiamantul apos. dispersii cu diferite terminații de suprafață, cum ar fi hidrogen, -OH sau -COOH, după excitarea lor cu impulsuri laser ultrarapide. „Am putut măsura experimental cum se comportă exact profilul de absorbție cu diferite lungimi de undă de excitație în domeniul UV la 225 nm și cu lumină albastră în domeniul vizibil la 400 nm”, explică dr. Christoph Merschjann, HZB.
< „Am vrut să aflăm ce se întâmplă în primele picosecunde cruciale după excitarea cu lumină, pentru că acesta este momentul în care un electron părăsește suprafața și intră în apă”, spune Merschjann. Echipa de teorie condusă de dr. Annika Bande a contribuit la modelarea cu teoria funcțională a densității pentru a interpreta spectrele. Datele au arătat, așa cum era de așteptat, că lumina UV aduce electroni în soluție în toate probele, dar pentru acele mostre care aveau carbon asemănător fullerenei pe suprafața lor, acest lucru a fost realizat și cu lumină vizibilă.„În acest caz. munca pe care o arătăm, din câte cunoștințele noastre, pentru prima dată, că emisia de electroni solvați din nanodiamantele în apă este posibilă cu lumină vizibilă”, spune Petit.
Acesta este un pas decisiv către deschidere. materiale nanodiamante ca fotocatalizatori. Aceste materiale ieftine și fără metale ar putea fi o cheie pentru procesarea în continuare a CO2 în hidrocarburi valoroase cu lumina soarelui în viitor sau chiar pentru a transforma N2 în amoniac.
Cercetarea este publicată în jurnalul Nanoscale.
p>
Comentarii:
Adauga Comentariu