在分子水平上探索甲醇催化

英国研究人员利用单分子分辨率的原位AFM成像技术研究了催化过程。他们观察到在HOPG表面自发形成甲醇-水结构，电场增强催化速率。

甲醇是一种很有吸引力的清洁选择燃料存储以及挥发性有机物和水的催化作用。然而，需要更多关于催化过程的分子级细节的信息来改进当前的生产方法，并开发更简单、更便宜的方法。

杜伦大学(Durham University)的研究人员利用原子力显微镜(AFM)点阵成像和核磁共振(NMR)解决了这个问题。他们发现，高取向热解石墨(HOPG)在室温下浸泡在超纯水中自发催化甲醇。

图像显示甲醇-水界面结构(图中白色虚线区域)包含具有纳米尺度周期性的行状特征。这些纳米结构形成在催化活性的表面特征，如原子阶梯边缘(红色的破折号)。实验还表明，在电场的存在下，催化速率显著提高，即使是由微小的AFM尖端诱导的。

这些结果提供了有价值的见解，有助于开发新的有机催化剂和新型碳基纳米器件。

仪器使用

数码西文

技术使用

在攻丝模式下进行了原位原子力显微镜实验数码西文AFM。Cypher ES的环境控制功能允许在恒定温度(40℃)的水中获取高分辨率图像。Cypher使分子有序结构的稳定图像成为可能特殊的空间分辨率，部分原因是blueDrive利用模式技术。事实上，高图像质量使我们能够精确测量周期性:平行于主行0.79±0.08 nm和垂直于主行2.45±0.08 nm(上图中分别为红色和白色箭头)。

引用:6 .王志刚，王志刚，王志刚，王志刚，王志刚，王志刚。甲醇催化在水-石墨界面上的原位分子水平观察。ACS达成。板牙。接口1034265(2018)。https://doi.org/10.1021/acsami.8b12113

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