铝“八达体” - 用于光活性纳米催化剂的形状物质

对米科宁山脉铝纳米冬季铝催化剂的研究发现，八峰（左），六面颗粒具有急剧尖角，其反应速率高于纳米孔（中心）的5倍，高于14侧纳米晶体的10倍。

学习：铝'八达体的指尖提高催化反应性。

设计纳米粒子时，点击纳米颗粒，这些纳米颗粒使用光源驱动重要的化学反应。

莱斯大学的纳米泳道（LANP）实验室的研究人员已经知道纳米粒子的形状会影响其与光相互作用的形状，以及他们的最新研究表明如何影响粒子使用光催化重要的化学反应的能力。

在比较研究中，LANP研究生林元和闽汉娄及其同事研究了铝纳米粒子，具有相同的光学性质，但不同的形状。最圆润的有14个侧面和24个钝点。另一个是立方体形状的，六个侧面和八个90度角。第三个球队被称为“八达峰”，也有六个侧面，但它的八个角中的每一个都在一个尖尖的尖端结束。

研究生研究生米山楼（左）和林源大学大学的纳米冬季学实验室发现，纳米催化剂的形状会影响其光催化重要化学反应的能力。

所有三个品种都有能力捕获从光线的能量，并定期以超能量热电子形式释放，可以加速催化反应。袁兰普总监Naomi Halas研究组的化学家进行了实验，看看每种颗粒作为光催化剂进行氢解离反应。测试显示八峰的反应速率比14侧纳米晶体高10倍，比纳米孔高五倍。八达体也具有较低的性能活化能量，比纳米孔低约45％，低于纳米晶体49％。

赖斯大学的Naomi Halas是一种工程师，化学家和光活性纳米材料领域的先驱。

该研究表明，袁先生效率较高，袁先生，在美国化学学会ACS Nano“对于八达体，角角的角度约为60度，与90度相比纳米晶体上的90度和更多圆形的点。因此角度越小，反应效率的增加越大。但是角度的小程度可以受到化学合成的限制。这些是喜欢某些结构的单晶。你不能做出无限的敏锐度。“

LOU，物理学家和研究联合主导作者在LANP的Peter Nordlander的研究组中，通过在光活化的铝纳米粒子和氢分子之间开发热电子能量转移过程的理论模型来验证催化实验的结果。

“我们输入了光和颗粒形状的波长，”娄说。“使用这两个方面，我们可以准确地预测哪种形状会产生最佳催化剂。”

该工作是LANP开发可持续的绿色化学努力的一部分，以开发可与外科精度将能量插入化学反应的商业上活的光活性纳米催化剂。LANP先前已经显示出乙烯和合成气的催化剂，氨的分裂以产生氢气和破坏“永远的化学品”。

“这项研究表明，光催化剂形状是另一个设计元件工程师可以用来用更高的反应率和较低的活化屏障创造光催化剂，”米饭的斯坦利C. Moore教授电脑工程教授，米饭的Smalley-Curl研究所主任。和化学，生物工程，物理学和天文学教授，以及材料科学和纳米工程。

###

参考：林元，米山娄骆伦，本杰明D. Clark，Minghe Lou，Linan Zhou，Shu Tian，Christian R. Jacobson，Peter Nordlander和Naomi J. Halas，2020年8月12日，ACS Nano .doi：
10.1021 / ACSNANO.0C05383

Nordlander是Wiess椅子和物理学和天文教授，以及电气计算机工程教授，以及材料科学和纳米工程。

额外的学习共同作者包括本杰明克拉克，明河娄，临安周，蜀天和基督教雅各逊，所有米饭。该研究得到了Welch Foundation（C-1220，C-1222），科学研究空军办公室（FA9550-1-0022），防御威胁威胁局（HDTRA 1-16-1-0042）和国防部国防科学与工程研究生奖学金计划。