De GCURH-methode is in staat om op microsecondenschaal hoge-temperatuurpulsen te leveren met een verwarmings-/afkoelsnelheid van 109 ° C / s, en dus worden toegepast op de precieze synthese van sub-nanometer metaalclusterkatalysatoren met hoge metaalbelastingen. Credits: Science China Press
Dr. Ye-Chuang Han en prof. Zhong-Qun Tian erkenden de ultrasnelle laser-naar-thermische conversiecapaciteit en de ondoordringbare, flexibele kenmerken van grafeen en kwamen op het idee om het materiaal te gebruiken als de diffusiebeperkte nanoreactor voor reacties bij hoge temperaturen.
In één puls van nanoseconde laserbestraling ontdekten ze dat het bestraalde gebied van grafeen een verrassend hoge verwarmings-/afkoelsnelheid van 10 bereikt.9 °C/s, en noemde de verwarmingsmethode grafeen-begrensde ultrasnelle stralingsverwarming (GCURH). Bovendien voerden ze, door samen te werken met Dr. Jun Yi (co-eerste auteur) en Prof. Kostya S. Novoselov, de theoretische berekeningen uit en ontdekten dat zo’n ultrasnel koelproces in overeenstemming is met de wet van Stefan-Boltzmann, en straling werd de primaire wijze van energieafgifte bij verhoogde temperaturen.
Aangezien thermisch geactiveerde ultrasnelle diffusie, botsing en combinatie van metaalatomen fundamentele processen zijn voor het synthetiseren van ontluikende subnanometer metaalclusters, en geen enkele methode de kinetisch controleerbare synthese van subnanometer metaalclusters mogelijk heeft gemaakt zonder de metaalbelasting in gevaar te brengen.
Dr. Ye-Chuang Han en Dr. Beibei Pang (co-eerste auteur, University of Science and Technology of China) toonden aan dat de door kinetiek aangestuurde GCURH-methode subnanometer Co-clusterkatalysatoren kan synthetiseren met een hoge metaalbelasting tot 27,1 gew.% door het pyrolyseren van een op Co gebaseerd metaal-organisch raamwerk in microseconden, wat een van de hoogste laadcombinaties en de snelste snelheid voor MOF-pyrolyse in de gerapporteerde literatuur vertegenwoordigt.
Over het algemeen biedt dit werk een algemene strategie om de wisselwerking tussen ultraklein formaat en hoge belasting in metaalclusterkatalysatoren te overwinnen, en houdt het een grote belofte in voor de komende industriële toepassingen van clusterkatalysatoren.
Het werk wordt gepubliceerd in het tijdschrift Nationale wetenschappelijke recensie.
Meer informatie:
Ye-Chuang Han et al, Grafeen-begrensde ultrasnelle stralingsverwarming voor hoogbelaste subnanometer metaalclusterkatalysatoren, Nationale wetenschappelijke recensie (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad081
Aangeboden door Science China Press
