Self-Regulated Porosity and Reactivity in Mesoporous Heterogeneous Catalysts Using Colloidal Nanocrystals
Self-Regulated Porosity and Reactivity in Mesoporous Heterogeneous Catalysts Using Colloidal Nanocrystals
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使用胶体纳米晶体的介孔多相催化剂的自调节孔隙率和反应性
DOI：
10.1021/acs.jpcc.9b03723
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Peiris, Frank C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tian, Xinchun;Goh, Tian Wei;VandenBerg, Oliver;VanDerslice, Jeremy;da Silva, Tiago Fiorini;Naab, Fabian;Hay, Jennifer L.;Chang, Julia J.;Yuan, Bin;Peiris, Frank C.
本文介绍了基于配体修饰纳米晶的等离子体处理的介孔无机膜的制备。我们使用HfO2纳米棒作为模型系统，并报道了对其化学、结构、机械性能和反应活性的广泛表征，结果表明：(I)纳米棒的长径比以可预测的方式调节薄膜的孔径和孔体积，并使孔隙率比球形纳米晶增加高达60%，(Ii)模数(>；25 Gpa)和硬度(>；1.1 Gpa)足以容忍化学机械平坦化，以及(Iii)催化活性可以通过配体的选择进行精细控制，配体可以调节最终产品的表面化学和水吸附。这种方法是一种很有吸引力的方法，可以通过两个简单且可扩展的步骤来制备无裂纹的无机介孔薄膜，用于催化、能量存储、能量收集等应用。
This paper describes the creation of mesoporous inorganic films based on the plasma processing of ligand-capped nanocrystals. We use nanorods of HfO2as a model system and report an extensive characterization of the chemistry, structure, mechanical properties, and reactivity to show that (i) the aspect ratio of the nanorods regulates the pore size and pore volume of the films in a predictable manner and yields an increase in porosity over spherical nanocrystals of up to 60%, (ii) the modulus (>25 GPa) and hardness (>1.1 GPa) are sufficient to tolerate chemical–mechanical planarization, and (iii) the catalytic activity can be finely controlled by the choice of ligands, which regulate the surface chemistry and water adsorption in the final product. This approach is an attractive route to create—in two simple and scalable steps—crack-free inorganic mesoporous films for applications in catalysis, energy storage, energy harvesting, and more.
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