物理科技生物学-PHYICA

用拉曼光谱和计算技术研究钯单晶表面的界面水

化学 2022-09-02 00:02:11

作者:Phys的Bob Yirka

(同organic)有机 拉曼实验装置示意图

CE,反电极;RE,参比电极;工作电极

钯/金衬底上2 × 2阵列纳米线电磁场分布的三维时域有限差分(三维FDTD)模拟,其中E和E0表示局域电场和入射电场

钯/金表面界面模型示意图

钯、金、氧、氢和钠原子分别显示为银、黄、红、白和紫

电场

信用:自然(2021)

DOI: 10

1038/s 14586-021-04068-z 一组研究人员隶属于中国的一些机构和美国的一个机构

K

利用拉曼光谱和计算技术研究了钯单晶表面的界面水

在他们发表在《自然》杂志上的论文中,该小组描述了他们对水在固液界面的动力学和结构的研究,以及他们从中学到的东西

波士顿学院的马蒂亚斯·瓦格尔在同一期杂志上发表了一篇新闻和观点文章,讨论了使用光谱技术拉伸氢氧键的近期历史,并概述了从事这项新工作的小组所做的工作

正如研究人员指出的那样,更好地理解水在固液界面的动力学和结构已经成为包括催化在内的广泛领域研究的重要组成部分

在这项新的努力中,他们通过使用平坦的金属电极(金基底上的钯原子)作为催化剂,扩展了光谱水分析技术的使用

然后他们添加了相关的计算技术来处理光谱数据

这使得样品中的水分解成分子氢氧化物和氢

通过这样做,他们发现他们的技术帮助他们更深入地探测界面水样

在使用他们的技术时,研究人员发现,在低钠离子浓度下,水分子网络可以连接围绕电极的分子间氢键

他们还发现,在更高的浓度下,水合钠离子被吸引到电极上,导致氢原子和钯原子更加靠近

这加速了水分子和电极之间的电子转移,导致水分解成氢氧根离子和氢原子

这进一步导致了氢分子的形成

研究人员指出,这一发现表明他们的技术可以用作一种新的电催化形式——一种加速化学反应的方法,从而将可再生能源转化为绿色燃料——在这种情况下是氢

他们还建议他们的技术可以用来加快一般电催化反应的反应速度

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