Postopki toplotnega žarjenja za nanodelce na podlagi, ki temeljijo na Pt, se običajno študirajo na podlagi iterativnih empiričnih ugotovitev, ki izhajajo iz ex-situ karakterizacije vzorcev pred in po žarjenju. Takšen pristop ponuja omejen vpogled v procese, ki se dogajajo med korakom termične obdelave. V tem delu najprej ponazorimo značilne ugotovitve, ki so dostopne z ex-situ preiskavo z uporabo konvencionalnih tehnik, kot so presevna elektronska mikroskopija (TEM), rentgenska difrakcija (XRD) in tankoplastna vrteča se diskasta elektroda (TF-RDE). Kot modelni sistem izberemo dobro raziskano zlitino Pt-Cu, ki, kot je prikazano, ponuja nove vpoglede v dinamiko, ki se pojavi pri toplotni obdelavi na nano-atomski skali. To dinamiko je mogoče videti z nadgradnjo ex-situ tehnike s TEM slikami z visoko ločljivostjo v kombinaciji s skrbno zasnovanim in-situ termičnim protokolom. Tako lahko med toplotno obdelavo neposredno opazujemo mehanizme rasti delcev. Takšna neposredna opazovanja pa omogočajo novo razumevanje morfološko-diktiranih korelacij v zlitinah. Na primer, prikazano je, da je povečana aktivnost elektrokatalizatorja PtCu3/C posledica obogatitve Cu med toplotno obdelavo. Ta obogatitev pa je mogoča le zaradi prisotnosti sorazmerno velikih presežnih CuO igelnih delcev, ki so ostali iz prejšnjega koraka galvanske izmenjave z dvojno pasivacijo. Nadalje je pomembno, da mehanizem obogatitve Cu pri povišani temperaturi vključuje migracijo atomov Cu prek ogljikovega nosilca. Pri zmernih temperaturah (do 500 ° C) so bili opaženi tudi drugi učinki, kot so preoblikovanje v kroglasto obliko in urejanje kristalne rešetke, ki ne bi bilo mogoče brez obogatitve začetnih nanodelcev Pt-Cu s Cu. V tej regiji je obogatitev Cu odgovorna tudi za prvotno rast nanodelcev PtCu. Nasprotno pa je pri segrevanju do 800 ° C rast predvsem posledica združevanja in sintranja nanodelcev. Ostwaldovo zorenje na drugi strani ne igra pomembne vloge pri povečanju velikosti nanodelcev. Nova splošna spoznanja je mogoče zlahka razširiti na različne druge podobne sisteme zlitin.
COBISS.SI-ID: 6670618
Katalitske lastnosti naprednih funkcionalnih materialov so določene s površinsko in ob-površinsko atomsko zgradbo, sestavo, morfologijo, napakami, tlačnimi in nateznimi napetostmi itd. poznan tudi kot relacija med strukturo in aktivnostjo. Strukturne lastnosti katalizatorjev se dinamično spreminjajo, saj delujejo preko kompleksnih pojavov, odvisnih od reakcijskih pogojev. Ne spreminjajo se samo strukturne lastnosti, ampak še pomembneje, katalitične lastnosti nanodelcev. Dokončni sklepi o teh pojavih niso možni s analizo naključnih nanodelcev z neznano zgodovino atomske strukture. Z uporabo sodobnega elektrokatalizatorja iz zlitine PtCu kot modelnega sistema je predstavljen edinstven pristop, ki omogoča edinstven vpogled v morfološko dinamiko na atomskem nivoju, ki ga povzroča postopek izluževanja. Če opazimo detajlno strukturo in morfologijo istega nanodelca na različnih stopnjah elektrokemične obdelave, razkrijemo nove vpoglede v atomske procese, kot so spreminjanje velikost, ploskev, napetosti in razvoj poroznosti. Poleg tega na podlagi natančnih mikroskopskih slik na atomskem nivoju Kinetic Monte Carlo (KMC) simulacije zagotavljajo nadaljnje povratne informacije o fizikalnih parametrih, ki urejajo elektrokemično inducirano strukturno dinamiko. To delo uvaja edinstven pristop k opazovanju in razumevanju dinamičnih sprememb nanodelcev na atomski ravni in utira pot do razumevanja relacije med strukturo in stabilnostjo.
COBISS.SI-ID: 6623002
Do danes je baker edini monometalni katalizator, ki lahko elektrokemično reducira CO2 v visoko vrednostne in energijsko bogate produkte, kot so ogljikovodiki in alkoholi. V zadnjih letih so bila velika prizadevanja usmerjena v razumevanje, kako struktura nanodelcev vpliva na aktivnost in selektivnost za elektrokemično reakcijo redukcije CO2 (CO2RR). Poleg tega je bilo veliko poskusov izboljšati ti dve lastnosti. Kljub temu je za napredovanje proti uporabnim sistemom stabilnost katalizatorjev med elektrolizo zelo pomembna. Ta vidik pa ostaja manj raziskan in obravnavan v literaturi CO2RR. V tem minirevjuju je povzet nedavni napredek pri razumevanju stabilnosti bakrenih katalizatorjev, skupaj s predlaganimi mehanizmi razgradnje. Na koncu je podan tudi naš pogled na razvoj tega področja.
COBISS.SI-ID: 6800666