Heterogeneous Catalysis on Plasmonic Metallic Nanostructures: Selective Catalytic Conversion at Lower Temperatures co-Driven by Solar and Thermal Energy

等离激元金属纳米结构的多相催化:太阳能和热能共同驱动的较低温度下的选择性催化转化

基本信息

项目摘要

Professor Suljo Linic of the University of Michigan Ann Arbor is jointly supported by the Chemical Catalysis Program of the Division of Chemistry and the Catalysis and Biocatalysis Program of the Chemical, Bioengineering, Environmental, and Transport Systems Division to test the hypothesis that plasmonic nanostructures of silver (Ag) can concurrently utilize thermal energy and a low intensity photon flux to drive catalytic oxidation reactions on Ag nanoparticles at lower temperatures than conventional thermally-driven processes. Ag nanostructures of targeted sizes and shapes will be prepared and used to tune the energy of surface plasmons and control the transfer of energetic electrons into adsorbate states (orbitals) in order to achieve selective chemical transformations. The proposed experiments will be combined with theoretical calculations.Despite substantial advances in the science of heterogeneous catalysis over the years, much remains to be done for the rational design and synthesis of catalytic materials for targeted chemical transformations. The proposed research will focus on the investigation of the potential of plasmonic metallic nanostructures to activate targeted chemical transformations using low intensity light flux, allowing the catalysts to operate at lower temperatures. This promises to significantly improve catalysts stability, energy efficiency, and product selectivity. Students will be trained in sophisticated research methods, and activities will be organized to educate high school students and the general public on heterogeneous catalysis using web vehicles of content delivery such as YouTube.
密歇根大学安阿伯的Suljo Linic教授得到了化学系化学催化项目和化学、生物工程、环境、和运输系统司测试的假设,即等离子纳米结构的银(Ag)可以同时利用热能和低强度光子通量,以在比常规热-光催化氧化反应更低的温度下驱动Ag纳米颗粒上的催化氧化反应。驱动过程。将制备目标尺寸和形状的Ag纳米结构,并用于调节表面等离子体的能量,并控制高能电子转移到吸附态(轨道),以实现选择性的化学转化。尽管多年来多相催化科学取得了长足的进步,但在合理设计和合成用于目标化学转化的催化材料方面仍有许多工作要做。拟议的研究将侧重于研究等离子体金属纳米结构的潜力,使用低强度光通量激活目标化学转化,使催化剂在较低温度下运行。这有望显着提高催化剂的稳定性,能源效率和产品选择性。学生将接受复杂的研究方法的培训,并将组织活动,教育高中生和公众使用YouTube等内容交付的网络工具进行多相催化。

项目成果

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