Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Liu Xianwei vom Department of Environmental Science and Engineering der University of Science and Technology of China (USTC) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat Fortschritte bei der dynamischen Bildgebung der Grenzflächenelektrochemie erzielt. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Naturkommunikation unter dem Titel „Dynamic Imaging of Interfacial Electrochemistry on Single Ag Nanowires by Azimuth-modulated Plasmonic Scattering Interferometry“.
Die katalytische Umwandlung von Schadstoffen ist eine zentrale Technik im Gewässerschutz. Die Untersuchung der dynamischen Veränderungen aktiver Zentren in katalytischen Umweltmaterialien während des Schadstoffumwandlungsprozesses ist entscheidend für das Verständnis der Struktur-Aktivitäts-Beziehung dieser Materialien, die Entschlüsselung des katalytischen Mechanismus und den Entwurf und die Entwicklung neuer Umweltkatalysatoren.
Während unter Forschern ein großes Interesse an der Analyse der aktiven Zentren von Nanomaterialien besteht, bestehen weiterhin Herausforderungen bei der Untersuchung des dynamischen Verlaufs von Reaktionen an der Grenzfläche einzelner Nanomaterialien in milden wässrigen Umgebungen.
Als Reaktion auf die oben genannten Herausforderungen entwickelte das Forschungsteam eine hochauflösende interferometrische Bildgebungstechnik mit plasmonischer Streuung. Durch die Modulation des einfallenden Lichts konnten Störungen durch reflektiertes Licht effektiv eliminiert werden, wodurch eine interferometrische Bildgebung mit Oberflächenplasmonenstreuung mit hoher räumlicher Auflösung und robusten Anti-Interferenz-Fähigkeiten erzielt wurde.
Am Beispiel der elektrochemischen Oberflächenreaktionen über Silber verfolgte das Forschungsteam in situ den dynamischen elektrochemischen Transformationsprozess eines einzelnen Silber-Nanodrahts in Lösung, beschrieb die Verteilung der Nanodraht-Reaktion räumlich und lieferte wichtige Beweise zur Feststellung der Beziehung zwischen den Nanodrähten Oberflächendefekte, Rekonfiguration und Reaktionsaktivität.
Diese markierungsfreie bildgebende Analysemethode kann mit Techniken wie der Elektronenmikroskopie integriert werden, um die Struktur und chemische Zusammensetzung von Nanomaterialien zu charakterisieren. Es bietet eine effektive Analysemethode und technologische Plattform für die hochauflösende In-situ-Bildgebung der Dynamik der katalytischen Schadstoffumwandlung und zur Entschlüsselung ihrer Struktur-Aktivitäts-Beziehungen.
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Gang Wu et al., Dynamische Abbildung der Grenzflächenelektrochemie auf einzelnen Ag-Nanodrähten durch azimutmodulierte plasmonische Streuinterferometrie, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39866-8
Bereitgestellt von der University of Science and Technology of China