Важные знания о наночастицах получены технологами

Очистка выхлопных газов автомобилей, получение энергии из солнечного света или разделение воды: все эти и другие применения могут повысить эффективность после получения результатов, связанных с оксидом церия. Команда Института технологии Карлсруэ  изучали наночастицы этого соединения с помощью зондовых молекул и сложной сверхвысокой вакуумно-инфракрасной измерительной системы и получила удивительные сведения о их структуре поверхности и химической активности.

Оксиды церия, соединения редкоземельного металла с кислородом, относятся к числу наиболее важных оксидов для технического применения в самых разных сферах. Этот элемент в основном используется в гетерогенном катализе, как нейтрализатор выхлопных газов легковых автомобилей, для фотокатализа в солнечных батареях, при разделении воды или разложении загрязняющих веществ. Церий, используемый в каталитических конвертерах, имеет форму порошка и состоит из наноразмерных частиц очень сложной структуры. Специальное расположение атомов металла и кислорода на поверхности определяет физические и химические свойства церия, но до сих пор было невозможно точно проанализировать процессы перегруппировки и реконструкции, происходящие на поверхности наночастиц.

Эксперты во главе с  Кристофом Вёллом разработали новый метод изучения химических свойств оксидных поверхностей с использованием небольших молекул, таких как монооксид углерода, молекулярный кислород или закиси азота (N2O), в качестве зондовых молекул. Эти молекулы прикрепляются к поверхности оксидных наночастиц и исследователи определяют частоты колебаний молекул зонда. «Этот подход привел к значительному прогрессу в понимании поверхностных свойств наночастиц церия», утверждает Вёлл.

Одним из основных факторов достигнутого прогресса является то, что Веллу и его коллегам удалось проверить частоты колебаний для порошков с использованием точно определенных модельных веществ. Для этого они применили сложную ультравысокую вакуумно-инфракрасную систему, единственную в своем роде в мире. Более того, они использовали  расчеты из квантовой механики, чтобы выделить ранее неизвестные полосы колебаний частиц оксида. Таким образом, они получили совершенно новые, отчасти неожиданные сведения о поверхностной химии наночастиц церия.

Они показали, что поверхность баробразной наночастицы церия имеет ряд дефектов, таких как пилообразные нанофатчи, кислородные вакансии, углы и края. Эти нарушения, вероятно, приводят к высокой каталитической активности таких наночастиц. Кроме того, немецкие исследователи обнаружили, что фотореактивность церия может быть значительно повышена за счет образования кислородных вакансий. «Основываясь на наших выводах, мы сможем  систематически развивать и оптимизировать наномасштабированные каталитические нейтрализаторы на основе оксида церия», отметили эксперты.

Некоторое время назад на просторах Интернета появился http://valueofficial.ru/ — сайт по продаже вакуумного оборудования.  Нужность вакуумных насосов воздуходувок, датчиков и специальной вакуумной арматуры, предлагаемой этим ресурсом, велика как в научной сфере, так и в промышленности, поэтому просим обратить внимание на новое издание.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *