Hvordan gas-nanobobler accelererer faststof-væske-gas-reaktioner

Fast-væske-gas-reaktioner er almindelige i forskellige naturfænomener og industrielle applikationer, såsom hydrogen-oxygen-brændselscellereaktioner, heterogen katalyse og metalkorrosion i omgivende miljøer. Imidlertid er gastransporten i væske og efterfølgende reaktioner ved de tredobbelte fasegrænseflader ikke godt forstået.

Et fælles forskerhold ledet af prof. Chen Jige fra Shanghai Advanced Research Institute (SARI) fra det kinesiske videnskabsakademi rapporterede en realtidsobservation af den accelererede fremskridt i fast-væske-gas-ætsning af guldnanorod ved at introducere gas-nanobobler. De fandt ud af, at den underliggende mikroskopiske mekanisme var afhængig af væskelagets tykkelse.

Resultaterne blev offentliggjort i Nature Materials .

Væskecelletransmissionselektronmikroskopi (TEM) muliggør realtidsobservation af den accelererede ætsning af guld nanorods med oxygennanobobler i vandig hydrogenbromidsyre.

Forskerne fandt ud af, at når en iltnanoboble var tæt på en nanorod under den kritiske afstand (~1 nm), blev den lokale ætsningshastighed væsentligt forbedret med over en størrelsesorden.

Molekylær dynamik-simuleringsresultater afslørede, at den stærke attraktive van der Waals-interaktion mellem guldnanorod- og oxygenmolekylerne styrede ilttransport gennem det tynde væskelag og dermed førte til øget ætsningshastighed.

Denne undersøgelse kaster lys over det rationelle design af fast-væske-gas-reaktioner til forbedrede aktiviteter og giver en lovende tilgang til at ændre fast-væske-gas-reaktionshastigheden. + Udforsk yderligere

Mekanisme for oxygenaktivering på bariumholdige perovskitmaterialer