EN
www.shuhuajp.cn

9·1免费观看完整版高清科学家实现催化剂动态变化的可视化,推动绿色氨合成技术的发展

近日,大连理工大学本硕校友、瑞士洛桑联邦理工学院博士毕业生、德国柏林马普学会弗里茨-哈伯研究所博士后柏力晨和所在团队通过先进的原位显微表征技术,实现了对氧化亚铜纳米立方体催化剂在电催化硝酸盐还原反应过程中结构和化学态变化的直接观测,即实现催化剂在反应过程中变化的可视化。 研究团队首次将空间与时间分辨的原位透射电子显微镜 (in situ TEM, transmission electron microscope) 和原位透射 X 射线显微镜 (in situ TXM, transmission X-ray microscope) 相结合,成功应用于这一反应的研究。通过对不同反应条件下催化剂的结构、形貌及化学环境变化的分析,并结合其他原位光谱技术,研究团队深入理解了催化剂动态变化的内在机制,最终揭示了催化剂化学状态与反应活性及选择性之间的基本关联。这一技术应用为探究催化剂在复杂电催化环境中的动态行为提供了全新视角,也为未来开发更加高效、稳定的电催化剂奠定了理论基础。 研究团队的这一研究主要聚焦于基础理论层面的探索。研究中采用的原位表征方法为其他电催化及相关领域的类似研究(如电催化二氧化碳还原、小分子转化等)提供了新的思路和技术参考。从长远来看,这一研究成果将有助于推动绿色氨合成技术的发展,并为实现环境中氮氧化合物污染物的治理和可持续能源的合理利用提供新的解决方案。 氨是非常重要的化工原料,广泛用于化肥、制冷剂、以及精细化学品的生产,也是未来潜在的储氢载体。目前工业上的大规模合成氨主要是通过哈伯-博世(Haber-Bosch)方法。尽管这一方法具备大规模生产的优势,但其生产过程需要较高的温度(450-550℃)和压力(150bar),且大量消耗化石能源和排放二氧化碳温室气体,带来了显著的环境挑战。另一方面,工业和农业活动中产生的含氮废水(主要是硝酸盐)以及氮氧化合物大气污染物对生态环境和人类健康有着负面的影响。 而我们可以利用来自可持续能源(如太阳能、风能)所转化的电能,通过电化学的方法将来源于大气和水体污染中的氮氧化物及硝酸盐转化为氨。这不仅能够实现氨的绿色合成,还能有效减少氮氧化合物污染,从而促进可持续的氮循环。 在这一背景下,电化学硝酸盐还原产氨反应近年来受到广泛关注。其中,铜基材料被认为是最有效的催化剂之一。在高效催化剂的基础上,科学界希望通过研究反应机制来建立催化剂的结构-活性关系,从而为催化剂的设计与优化提供理论指导。然而,由于电催化反应中外加电场的作用,以及催化剂与电解质、反应底物和中间吸附物种的复杂相互作用,催化剂的结构、形貌及化学环境会在反应过程中发生动态变化,而这些变化与催化性能高度相关。 因此,研究团队的目标是希望通过先进的实验手段,深入观测并解析催化剂在电催化反应中的动态变化过程,建立动态的结构-活性关系。 如前所述,电催化硝酸盐还原涉及绿色氨合成与环境污染治理,是一个具有重要研究价值的电化学反应领域。相比于近些年聚焦筛选新型催化剂的研究,研究团队选择从机理研究出发,系统性地研究目前最具优势的催化剂体系——铜基催化剂,期望揭示其反应机制和构效关系,以指导更为高效催化剂的设计。 研究团队选用氧化亚铜纳米立方体作为模型催化剂,这一选择的优势在于其具有确定的起始结构和化学状态,非常适合清晰地了解催化剂在反应过程中的动态变化。 传统的电催化反应机制研究主要依赖光谱学、电化学实验数据结合理论计算,而光谱学和电化学的数据通常是整个系统的平均化表现,缺乏空间分辨能力。 研究团队希望能够直接观测催化剂的局部变化,实现催化剂动态变化的“可视化”——即同时具备时间和空间分辨的观测手段。因此,研究团队结合了原位透射电子显微镜和原位 X 射线透射显微镜技术,首次实现了对催化剂在反应过程中的结构和化学态变化的直接观测。 为了开展有效的原位观测,研究团队设计了专门用于原位表征的电化学反应池,以确保催化反应条件与实际电化学测试的环境一致。在液相透射电子显微镜实验中,过强的电子束容易与水发生电离作用,生成活性物种并与催化剂发生反应,从而影响实验结果的可靠性。针对这一挑战,研究团队通过以下措施优化实验方案:控制电子束强度与曝光时间,确保在获取最佳信号的同时将样品损伤降至最低;多次重复与对照实验,验证结果的可靠性与可重复性。 单一表征手段的局限性可能导致片面甚至错误的结论。为了全面理解催化剂在反应过程中的动态变化行为,研究团队还使用了多种原位光谱表征技术,包括 X 射线吸收谱(XAS,X-ray absorption spectroscopy)和原位拉曼光谱。这些手段可以提供宏观的平均信号,与显微技术形成互补,使研究团队能够系统全面地分析催化剂的微观与宏观特性。 与此同时,柏力晨的另一个以原位光谱学表征和电化学分析为主的论文于 2024 年发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc.2024, 146, 9665; 柏力晨为第一作者)。在那项研究之中,他建立了铜基催化剂的价态与反应活性的相关性,并推测了硝酸盐还原产氨的详细反应机理。研究团队将其与本工作进行比对,二者结果相互印证,为本次成果提供了更加稳健的支撑。 日前,相关论文以《通过相关联的原位显微镜和光谱技术揭示硝酸盐电化学还原过程中的催化剂结构和组成变化》(Revealing catalyst restructuring and composition during nitrate electroreduction through correlated operando microscopy and spectroscopy)为题发在《自然 材料》(Nature Materials)上 [1]。德国柏林马普学会弗里茨-哈伯研究所研究员 See Wee Chee 博士和 Beatriz Roldan Cuenya 教授担任共同通讯作者。 研究团队计划在该研究基础上继续深入探索,利用先进的原位光谱与原位显微技术相结合的方法,对更复杂的催化剂体系(如双金属催化剂体系)进行系统性的反应机制研究。此外,研究团队还计划研究催化剂在更接近工业生产条件(如大电流密度和升高的反应温度)下的结构与化学状态的动态变化,深入理解其稳定性和活性与结构的关系,以及催化反应机制。相关的研究将有望为电催化反应的潜在工业化打下坚实的基础。

9·1免费观看完整版高清
9·1免费观看完整版高清3、这几个房源我看不出什么,不到现场的话看户型图的意义不大。只能说小区都挺好,地段儿也挺好。如果是我会先看其中玉兰湾的,这里算九棵树,但居住的性价比应该更高。侧面造型上,奥迪Q5L通过间断式肩线和锐利的轮拱勾勒出硬朗的力量感,内嵌式门把手让腰线更为流畅,也在风阻控制上贡献良多。尾部的贯穿式OLED尾灯组采用第二代数字OLED技术,支持近距离检测功能,紧急刹车时激活交互灯,通过特定图案向其他道路使用者发出警示,兼顾安全与科技感;功能性双边共双出的排气筒搭配quattro标识,不经意间流露出强烈的运动基因。9·1免费观看完整版高清免费观看已满十八岁电视剧下载安装随着特朗普重返白宫以来首次前往加拿大、首次亮相国际舞台,美国的小伙伴们焦急地注视着他是想挑起战斗,还是表现得像个政治家,以赢得国内选民的支持。但是,无底线突破成本的、绑架全产业链的价格战,最终会输掉整个产业利润。2024年,中国光伏制造端的多晶硅、电池片、组件产量同比增长均超过10%;需求端来看,中国光伏新增装机277.57GW,同比增长28.3%。看似供需两旺,实则不容乐观。产业链上各个环节如多晶硅、组件的价格等都有近30%的下滑。光伏保持万亿规模,但整体产值出现下滑。
20250819 💋 9·1免费观看完整版高清付建建议,虽然此次交警未进行责任认定,但车主可再次向交警部门反映情况,请求其根据事故现场的证据、调查结果等,按照相关法规对事故责任进行认定。此外,车主也应及时向自己的保险公司报案。免费网站在线观看人数在哪软件正如影片结尾那束穿透铁窗的阳光,詹周氏们的故事或许只是时代长河中的一朵浪花,却为后来者照亮了通往自由与尊严的道路 —— 这,正是电影作为时代镜像的终极意义。
9·1免费观看完整版高清
📸 王文忠记者 高用明 摄
20250819 🔞 9·1免费观看完整版高清联合国近东巴勒斯坦难民救济和工程处(近东救济工程处)10日发布消息称,加沙各地的饥饿危机已达到前所未有的绝望程度。今年5月底,加沙地带有超过2700名五岁以下儿童被诊断出患有重度营养不良。姐姐让我戴上避孕套歌曲原唱“我理解美国正以10%税率作为基准进行工作,”欧盟贸易专员谢夫乔维奇23日在柏林表示,“我们也在研究再平衡措施,以在无法达成公平谈判解决方案的情况下保护欧洲企业和欧洲工人。”
9·1免费观看完整版高清
📸 吴明春记者 刘军拴 摄
🌸 抢到“梦想卡”后,陈淼发现这是一笔“没有性价比”的买卖。对方提供的方案与她自己在夸克等平台上筛选出的学校列表“没有太大出入”。她还发现,女儿的分数够得上另一所大学,无论是院校层次、学科水平、所在城市还是保研率,都比规划师推荐的学校要强。“规划师推荐的是江苏一所某‘双非’院校,一直说选这个100%稳上。”满18岁免费观看高清电视剧推荐
扫一扫在手机打开当前页