Ludo Juurlink現(xiàn)在首次證明了氧氣對(duì)鉑表面的反應(yīng)

鉑是一種廣泛使用的催化劑，但其精確的機(jī)制在很大程度上仍然是科學(xué)家們的一個(gè)謎。Ludo Juurlink現(xiàn)在首次證明了氧氣對(duì)鉑表面的反應(yīng)。與博士一起 學(xué)生Kun Cao和Richard van Lent以及國(guó)際同事，他在PNAS上發(fā)表了他的研究成果。

今年早些時(shí)候，Juurlink與Richard van Lent和DIFFER研究所一起解決了一個(gè)有著40年歷史的化學(xué)問(wèn)題。他使用獨(dú)特的彎曲鉑表面證明了氫對(duì)鉑的反應(yīng)。在他目前的研究中，他再次使用彎曲的鉑金，這次調(diào)查與氧氣的反應(yīng)。

這導(dǎo)致了一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)。Juurlink及其同事觀察到氧氣以不同于輕微氫氣的方式對(duì)鉑起反應(yīng)。彎曲的鉑金對(duì)于這一發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。“由于鉑表面是彎曲的，原子結(jié)構(gòu)沿表面逐漸變化，”Juurlink解釋道。這種結(jié)構(gòu)可以與樓梯相比較，樓梯的邊緣越來(lái)越窄。在中間，表面看起來(lái)更像是一個(gè)舞廳。“

氫的反應(yīng)性證明取決于催化劑的步驟彼此有多接近。氧氣的情況也是如此，但原因完全不同。“這些步驟對(duì)氧氣的影響與對(duì)氫氣的影響不同。”

根據(jù)Juurlink的說(shuō)法，這主要與更大量的氧氣有關(guān)。“因?yàn)檠鯕獗葰錃庵?，所以與鉑表面的相互作用從更遠(yuǎn)的距離開(kāi)始，”他說(shuō)。“氧分子已經(jīng)感受到與鉑的相互作用，但還不能看到細(xì)節(jié)。因此，反應(yīng)的發(fā)生方式與氫不同。”

對(duì)于實(shí)驗(yàn)，有必要控制氧分子的旋轉(zhuǎn)方向。這需要與日本同事Mitsunori Kurahashi合作，他為此目的構(gòu)建了一個(gè)獨(dú)特的設(shè)備。Juurlink說(shuō)：“去年，我有機(jī)會(huì)在他的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了為期兩周的測(cè)量，獲得了Kurahashi工作所提供的資助。”

“這是一個(gè)美麗的基本發(fā)現(xiàn)，Juurlink認(rèn)為，這也可能對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用產(chǎn)生影響。氧氣與鉑的反應(yīng)在可持續(xù)能源領(lǐng)域和改善空氣質(zhì)量方面至關(guān)重要。”例如，反應(yīng)發(fā)生在氫氣中燃料電池和汽車(chē)排氣系統(tǒng)，“化學(xué)家說(shuō)。”我們現(xiàn)在可以測(cè)量反應(yīng)如何在如此詳細(xì)的水平上進(jìn)行的事實(shí)，對(duì)描述這種化學(xué)反應(yīng)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)的理論模型提出了挑戰(zhàn)。