圣路易斯华盛顿大学的塔里亚·奥格雷
路易斯（号外乐团成员） 一个由艺术与科学化学家和工程学院工程师合作开发的成像解决方案揭示了氧空位在氧化钨纳米线光催化活性中的作用
这项新的研究对可再生能源的解决方案有所启示
信用:Shutterstock 纳米级光催化剂是人造的小颗粒，从阳光中获取能量，产生液体燃料和其他有用的化学物质
但是即使在同一批中，颗粒的尺寸、形状和表面组成也往往变化很大
这使得研究人员很难判断到底是什么在起作用
圣路易斯华盛顿大学开发的实时成像解决方案
路易斯可能会有所帮助，在美国化学学会催化杂志的一项新研究中报道
“将单分子光学图像与纳米级催化剂中的特定活性位点相关联的挑战是，这种技术提供的10至25纳米的空间分辨率仍然平均分布在催化剂表面的许多原子上，因此很难将反应事件与催化剂的结构相关联，”艺术与科学化学助理教授布莱斯·萨德勒(Bryce Sadtler)说，他是这项新研究的主要作者之一
自从萨德勒2014年来到华盛顿大学，他就想尝试用单分子荧光成像催化反应
在他被介绍给普雷斯顿博物馆的助理教授马修·卢后，这个项目有了一个飞跃
麦凯维工程学院电气和系统工程绿色系
萨德勒说:“经过与马特的几次讨论，我们一致认为，他为超分辨率显微镜开发的显微镜硬件和图像处理技术，可以提供一种强大的工具，来获取纳米催化剂活性位点性质的结构信息，这是以前无法获得的。”
在《美国化学学会催化》报道的新工作中，研究人员对发生在单一氧化钨纳米线表面的单个化学反应进行了成像，氧化钨纳米线是萨德勒团队为研究合成的一种纳米级光催化剂
他们使用了两种不同的化学报告物，当纳米线表面发生不同类型的反应时，它们会发出荧光或发光
通过分析这些化学反应发生的空间模式，他们能够阐明纳米线表面活性位点的化学结构
学分:ACS催化 研究人员发现，在光催化生成羟基自由基的过程中，纳米线表面的氧空位簇激活了吸附的水分子，羟基自由基是从阳光中生产化学燃料(包括氢气和甲醇)的重要中间体
萨德勒说:“虽然以前的研究集中在孤立的氧空位上，这是金属氧化物中常见的一种缺陷，但研究结果揭示了氧空位簇结构特征在实现高光催化活性方面的重要性。”
“这一新发现为设计通过控制氧空位的分布来提高太阳光转化为燃料的活性的光催化剂提供了一条途径
" 结果本身——以及发现它们的过程——都令研究人员兴奋不已
“当催化转化进行时，直接观察固体催化剂表面的单个催化转变总是一个梦想，”化学研究生、这篇新论文的第一作者沈美坤说
“我只能为自己说话，这是我个人的感受！” 沈解释说，这种特殊的成像方法提供了关于催化过程的详细时空信息——这是像他这样的科学家通常看不见的
“在这种类型的实验中，催化剂的化学性质通常很难揭示，”沈说
“我们通过使用两种不同的分子来探测同一种催化剂的活性或化学性质，从而克服了这一困难
我们观察到的直接关联在非均相催化研究领域是独特的
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
