映射单nanocatalysts的反应性

反应性的传播在单一的表面nanocatalysts已经被科学家们首次映射在美国,结果“令人惊讶”。希望更好地了解这类催化剂如何工作最终会导致更有效的设计版本。

使用超分辨率成像我们可以映射出催化反应发生在一个nanocatalyst,”彭说陈,康奈尔大学的首席研究员。¹以前,他的团队设计了一个方法,研究单个金纳米粒子的催化行为。²我们现在可以把粒子分成不同部分:我们有粒子,决议,”他解释说。

团队遵循一种氧化脱乙酰作用反应——荧光底物分子的乙酰基,amplex红,被金奈米棒裂解生成荧光resorufin催化剂。数码照片的每个产品的荧光信号分子奈米棒表面生成使用显微镜。这些照片有足够的决心让研究人员看到哪里的催化剂形成的产品。

这违背了
我们可以计算反应速率在不同的位置,”陈说。在学习这些结果,我们发现了一个令人惊讶的现象。

事实往往是纳米棒的末端活性大于中间,因为有更多的角落和边缘金原子不能完全协调。然而,彭的研究小组发现,在纳米棒相反的一个重要部分是真的。我们发现(通常)奈米棒的中心最活泼,和反应性向两端逐渐衰减。

这种奈米棒更活性中心,对边缘的反应性下降 ©Nanotechnol Nat。

彭的理由这些观察是基于缺陷,缺陷已知网站更被动,缺陷密度的变化在这些不同的地点在金奈米棒。如果有足够数量的缺陷(中心),然后的中心部分活性纳米棒将超过结束。

为什么有更多的缺陷在中间吗?陈提出它是棒是如何生长的。一个种子种植在两个方向向外杆。最初的增长非常快,增长速度减慢,直到最后停止。在增长更快的部分(棒)的中间部分有更多的结构性错误或缺陷的部分增长更慢(结束),他解释说。

罗伯特•Rioux宾夕法尼亚州立大学的多相催化方面的专家,我们同意的结果与公认的催化原理,我们作为大学生学习。

称其为“有趣的工作”,“冰山的一角”,Rioux说理想的缺陷将真正“看到”用电子显微镜的同时单分子成像。实际上他承认这将是困难的,但是说它需要明确证明缺陷确实是负责增加催化反应在特定网站。

但为什么这个基础研究如此重要?“Nanocatalysts可以催化许多重要的化学转换”,陈解释道。我们的基础知识可以帮助人们设计更好的催化剂。

尼娜Notman