鲁尔大学波鸿分校 碳纳米电极上的两个氧化钴颗粒
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Quast，RUB 不含贵金属的纳米粒子在未来可能成为强有力的催化剂，例如用于制氢
为了优化它们，研究人员必须能够分析单个粒子的属性
鲁尔-波鸿大学电化学中心和杜伊斯堡-埃森大学(UDE)无机化学研究所的团队提出了一种新的方法
该小组开发了一种使用机械臂的方法，允许他们在电子显微镜下选择单个粒子，并将它们放置在纳米电极上进行电化学分析
该方法在2020年11月19日提前在线出版的《Angewandte Chemie》杂志中有所描述
使用机械臂将纳米粒子沉积到电极上 在研究中，科学家们使用了直径为180至300纳米的六边形氧化钴颗粒，这是由斯蒂芬·舒尔茨教授和沙斯卡·萨德勒组成的杜伊斯堡-埃森团队合成的
在实验中，粒子催化了所谓的析氧反应
在水的电解过程中，形成氢和氧，该过程中的限制步骤目前是形成氧的部分反应
用于析氧反应的更有效的催化剂将简化在氢气形成下电化学水分解的效率
纳米粒子催化剂应该对此有所帮助
因为它们的催化活性通常取决于它们的大小或形状，所以为了找到最佳催化剂，了解单个颗粒的性质是很重要的
波鸿团队由托马斯·库斯特博士
哈什塔·巴里克·艾雅帕博士
帕特里克·王尔德博士
延-陈婷和沃尔夫冈·舒曼教授首先用显微镜分析了选定的氧化钴颗粒，然后用电化学方法进行了分析
“使用可移动的机械臂，我们可以在电子显微镜下挑选出单个的纳米粒子，”舒曼解释道
“我们已经在显微镜下知道了所选择的粒子，我们把它放在一个微小的电极上，测试它作为催化剂的功能
“研究人员随后使用电化学方法来测量其对析氧反应的催化活性
高催化活性 通过这种方式，化学家们分析了几个单独的粒子
因为他们知道粒子的大小和晶体取向，他们能够将催化活性与钴原子的数量联系起来
斯蒂芬·舒尔茨说:“在这里，粒子在析氧反应中表现出非常高的活性，测量的电流密度超过市售碱性电解槽20多倍。”
作者在结论中写道:“我们相信，通过应用所提出的方法，催化剂材料的单颗粒分析最终达到了可靠且相对简单的样品制备和表征的地步，这对于建立结构-功能关系至关重要。”
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