化学惰性材料可以激活通过创建和控制缺陷
证明材料被认为是惰性,六角氮化硼(hBN),可以把化学活性的潜力抱有一种新的催化剂广泛应用,根据国际的研究团队。
hBN是一个分层材料脱落和单层膜可以像在石墨烯中,另一个二维材料。然而,两者之间有一个关键的区别。
“虽然hBN股票类似结构的石墨烯,氮化硼和原子之间的强极性键使hBN与石墨烯的化学惰性和热稳定的高温,”Yu说,宾夕法尼亚州立大学物理学博士后学者和第一作者的研究发表在今天的材料。亚博网站下载
如果hBN化学活性和惰性,将使更多的用途,包括作为一个有用的、有成本效益的催化剂支持类似于石墨烯。这将是有用的实际应用像汽油汽车或将碳帮助减少温室气体排放的其他产品。
“你汽油的催化转化器车有稀有金属铂处理有害气体转化为更少的有害气体,”助理教授说穆Mendoza-Cortes密歇根州立大学的化学工程和材料科学亚博网站下载亚博老虎机网登录。“然而,这是昂贵的,因为你需要投入大量的铂原子催化。现在想象一下,你只需要把一个或两个,并且仍然得到同样的表现。”
白金也作为催化剂用于许多其他类型的实际化学反应,以及执行转换的铂原子通常表面上,而下面的只是结构支撑。
hBN中的缺陷是材料化学的关键活动。研究人员制造缺陷,小孔,通过这一过程被称为cryomilling材料,其中包括过冷材料通过低温研磨亚博网站下载然后减少。
孔太小,他们只能持有一个或两个原子的贵金属。通过混合金属盐,小至原子的纳米结构或两个hBN衬底上沉积,由于反应的hole-filled hBN。
“由于氮化硼没有任何反应,那么您可以使用这个“多洞的“hBN作为催化剂的支持如果你减少铂、金或银盐成单个原子放在氮化硼表面缺陷(孔洞),“凡尔纳m . Willaman教授说Maurico Terrones物理和宾夕法尼亚州立大学的化学和材料科学教授亚博网站下载亚博老虎机网登录。“这是全新的,就是这里了。”
证明这是重要的,因为它曾认为是惰性材料永远不可能成为化学活跃。
”这个项目最困难的部分是说服研究社区,材料一样惰性hBN可以激活有化学反应,和作为催化剂载体雷说。”在复习的过程中我们的研究中,额外的实验,被评论家建议改进工作和帮助说服社区。”
实验涉及到高端设备的使用在实验室的材料特性(制程),宾夕法尼亚州立大学材料研究所的一部分。app亚博体育亚博网站下载的计算和理论计算进行了材料、过程和量子模拟中心(音乐)实验室和密歇根州立大学Cyber-Enabled研究所。亚博网站下载
“所以,我们想知道什么类型的缺陷的材料,以及我们如何证明我们有缺陷和它不是别的东西——“Terrones说。”因此,我们做了所有这些不同的非常详细的特征,包括同步辐射,来证明我们是单原子铂,事实上,而不是白金集群。”
除了实验,研究小组还利用建模的概念验证。
“我们显示,计算和实验证明了我们可以做漏洞如此之小,他们可以只持有1 -,或两个原子的贵金属,”Mendoza-Cortes说。
潜在的应用化学活跃hBN多种多样,包括更具成本效益的催化剂、能量储存和传感器。此外,有可能他们的技术可以用于激活其他惰性材料或使用其他金属(珍贵)。亚博网站下载
“我认为我们显示,应该是惰性材料可以激活通过创建和控制缺陷对材料,”Terrones说。”我们证明必要的化学反应发生在原子水平。如果它适合氮化硼,它应该为任何其他材料工作。”
来源:https://www.psu.edu/
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