亚利桑那州立大学的珍妮·格林 杰克·加西亚在实验室工作
学分:亚利桑那州立大学 亚利桑那州立大学的斯科特·赛勒斯和他的团队最近发表了一项关于不带电氧化铁簇的超快激光研究，这可能最终导致开发新的和更便宜的工业催化剂
这也可能有助于更好地理解宇宙，因为在恒星的发射光谱中可以观察到氧化铁
塞尔是亚利桑那州立大学分子科学学院的助理教授，也是生物设计研究所应用结构发现中心的教员
大多数化学工业利用催化剂来提高反应速率和获得所需产品的选择性
例如，汽车尾气中的催化转换器通常使用铂、钯和铑来帮助分解污染物
这三种金属都比黄金贵得多，而黄金又比铁贵得多
平均而言，一台催化转化器的价格为1000美元，但每辆车的价格可能高达3000美元
塞尔说:“过渡金属氧化物在化学工业中被广泛用作多相催化剂。”
“光催化过程通过一系列复杂的反应进行，对这些催化机制仍缺乏基本的了解
分子尺度团簇的气相研究使我们能够在不受干扰的环境中探索化学活动和机理
团簇的原子精度可用于识别能够进行化学转化的优选吸附位点、几何形状或氧化位点
" 这里研究的FenOm簇具有不同的组成:n和m不同，但小于16
铁是铁的化学符号，氧是指氧
“这项研究不仅揭示了大块氧化铁材料的稳定碎片，还展示了原子组成的变化可能如何影响这些碎片的能力和反应性，”研究生、本文第一作者杰克·加西亚说
“通过解析铁氧化物等原子级精确材料的激发态动力学，我们离创造更直接的分子催化剂和理解星际介质中可能发生的反应又近了一步
" 加西亚继续说，他对在塞尔的实验室里建造实验仪器很有热情，喜欢研究与行星和地球科学相关的材料
瑞安·谢弗是一名在塞尔实验室工作的本科生，他是当前作品的第二作者
检测氧化铁簇 带电团簇的实验很常见，因为它们可以用电或磁力进行质量选择，然后单独反应
由于带净电荷，团簇离子显然比它们的凝聚相类似物和中性粒子更具活性
这里报道的中性团簇的工作做得少得多，它们更好地模拟了凝聚相的真正活性位点及其表面化学
净电荷显著影响团簇的反应性，随着电荷局域化导致团簇尺寸减小，这种影响变得更加重要
“激发后电子跃迁的时间框架对于理解反应动力学具有重要意义
赛勒斯说:“簇是原子的精确集合，单个原子的增减可能会极大地改变簇的反应性。”
“在这项工作中，我们应用超快泵浦探测光谱学来研究能量通过小氧化铁簇的速度
" 激光脉冲非常短:十亿分之一秒
塞尔得出结论，激发态寿命受到原子团簇组成精确变化的强烈影响
具体来说，金属的氧化态越高，光激发能转化为振动的速度就越快
他们发现激发态寿命在很大程度上取决于尺寸和氧化态
催化剂也被广泛用于减少环境应用中的有害副产品污染物
提高的反应速率转化为更小反应器和更简单结构材料在更低温度下的更高产量
当使用高选择性催化剂时，产生大量所需的产物，而实际上没有不希望的副产物
汽油、柴油、家庭取暖用油和航空燃料的性能质量归功于用于升级原油的催化加工
医药产品生产中的中间化学品利用催化剂，食品工业在日常食用产品的生产中也是如此
催化剂在开发新能源和各种减缓气候变化和控制大气二氧化碳的方法中发挥着关键作用
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