Chemical Imaging of Metal Surfaces at the Solid-Liquid Interface: Effects of Grain Structure on Electrocatalytic Reactions

固液界面金属表面的化学成像:晶粒结构对电催化反应的影响

基本信息

  • 批准号:
    2246583
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-06-01 至 2026-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With support from the Chemical Structure, Dynamics, and Mechanisms-A (CSDM-A) and the Chemical Measurement and Imaging (CMI) Programs in the Division of Chemistry, Professor Steven Baldelli from the University of Houston is using highly sensitive surface techniques to understand how molecules react on polycrystalline electrodes. Chemical reactivity of analytes adsorbed to an electrode depends on the underlying crystallinity of a surface as well as its adjacent grains. Studying these effects require the use of methods that reveal surface crystallography, depend on the electrode surface electronic state and symmetry, and impact local vibrational information about the adsorbed molecules. By controlling the system electrochemically, Professor Baldelli and his students will map surface chemistry and link it to underlying crystallography to develop a physical understanding of how crystalline domains influence heterogeneous catalysis. Graduate, undergraduate, and high school students will be mentored and collaborate through this research. Students will develop skills related to instrument building, data analysis, and spectral and microscopy image interpretation.This project uses in situ sum frequency generation vibrational spectroscopy/microscopy (SFG) to probe molecules adsorbed to an electrode while second harmonic generation microscopy (SHG) assists in the determination of the electronic state and symmetry of the electrode. Because SHG anisotropy is related to surface crystallography, the combination of these techniques results in the generation of correlated maps of surface chemistry and underlying crystallography. Surface reactivity is then interrogated using cyclic voltammetry with sub-micron resolution under reaction conditions. In so doing, impacts of adjacent grains in a polycrystalline surface are evaluated. Broader impacts of this work have the potential to advance surface sensitive spectroscopy and microscopy tools that could advance the chemical and physical understanding of how the electrode influences heterogeneous electrocatalysis.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在化学结构,动力学和机制-A(CSDM-A)和化学测量和成像(CMI)计划的支持下,休斯顿大学的Steven Baldelli教授正在使用高度敏感的表面技术来了解分子如何在多晶电极上反应。吸附到电极上的分析物的化学反应性取决于表面及其相邻晶粒的潜在结晶度。研究这些效应需要使用的方法,揭示表面晶体学,依赖于电极表面的电子状态和对称性,并影响局部振动信息的吸附分子。通过电化学控制系统,Baldelli教授和他的学生将绘制表面化学,并将其与基础晶体学联系起来,以发展对结晶域如何影响多相催化的物理理解。研究生,本科生和高中生将通过这项研究指导和合作。学生将培养与仪器制造、数据分析以及光谱和显微图像解释相关的技能。该项目使用原位和频振动光谱/显微镜(SFG)探测吸附在电极上的分子,而二次谐波发生显微镜(SHG)有助于确定电极的电子状态和对称性。由于SHG各向异性与表面晶体学有关,因此这些技术的组合导致产生表面化学和底层晶体学的相关图。然后使用循环伏安法在反应条件下以亚微米分辨率询问表面反应性。在这样做时,评估多晶表面中相邻晶粒的影响。这项工作的更广泛的影响有可能推进表面敏感光谱和显微镜工具,可以推进电极如何影响多相电催化的化学和物理理解。该奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估的支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Steven Baldelli其他文献

Infrared image upconversion
红外图像上转换
  • DOI:
    10.1038/nphoton.2011.9
  • 发表时间:
    2011-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    32.900
  • 作者:
    Steven Baldelli
  • 通讯作者:
    Steven Baldelli
和周波分光イメージングによるDPh-BTBT薄膜トランジスタの電界挙動
通过和频光谱成像研究 DPh-BTBT 薄膜晶体管的电场行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    片桐 千帆;宮前 孝行;Hao Li;Fangyang Yang;Steven Baldelli
  • 通讯作者:
    Steven Baldelli
Simulating the ionic liquid mixing with organic-solvent clarifies the mixture’s SFG spectral behavior and the specific surface region originating SFG
  • DOI:
    10.1038/s41598-024-74561-8
  • 发表时间:
    2024-10-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.900
  • 作者:
    Leila Sakhtemanian;Anjeeta Duwadi;Steven Baldelli;Mohammad Hadi Ghatee
  • 通讯作者:
    Mohammad Hadi Ghatee
Imaging on surfaces with vibrational sum frequency generation microscopy
  • DOI:
    10.1016/j.susc.2024.122627
  • 发表时间:
    2025-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Sarah M. Ortiz;Steven Baldelli
  • 通讯作者:
    Steven Baldelli
Surface alignment of the <em>N</em>-octadecylazatriquinacenium cation as determined by sum frequency generation on the surface of H<sub>2</sub>O and D<sub>2</sub>O
  • DOI:
    10.1016/j.cplett.2006.06.038
  • 发表时间:
    2006-08-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Steven Baldelli;Mark Mascal;Jordi Cerón Bertran
  • 通讯作者:
    Jordi Cerón Bertran

Steven Baldelli的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Steven Baldelli', 18)}}的其他基金

OP: Compressive Nonlinear Optical Microscopy for Dynamic Chemical Imaging of Surfaces
OP:用于表面动态化学成像的压缩非线性光学显微镜
  • 批准号:
    1610453
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Spectroscopic Investigations of Pattern Formation and Chemically Heterogeneous Surfaces using Sum Frequency Generation Imaging Microscopy
使用和频生成成像显微镜对图案形成和化学异质表面进行光谱研究
  • 批准号:
    1361885
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Materials World Network: Local Surface Chemistry and Atmospheric Corrosion of Cu-Zn Alloys
材料世界网:铜锌合金的局部表面化学和大气腐蚀
  • 批准号:
    0856009
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Sum Frequency Generation Imaging of Patterns on Surfaces
表面图案的和频生成成像
  • 批准号:
    0650779
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

非小细胞肺癌Biomarker的Imaging MS研究新方法
  • 批准号:
    30672394
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Imaging Metallomics - Picturing Metal Behaviour in Cancer
成像金属组学 - 描绘癌症中的金属行为
  • 批准号:
    MR/X035743/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Fellowship
Synthetic biology approaches to construct metal analogues of vitamin B12 to act as anti-microbial and imaging agents for health applications.
利用合成生物学方法构建维生素 B12 的金属类似物,作为健康应用的抗菌剂和显像剂。
  • 批准号:
    2881504
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Studentship
Artificial Intelligence X-ray Imaging for Sustainable Metal Manufacturing (AIXISuMM)
用于可持续金属制造的人工智能 X 射线成像 (AIXISuMM)
  • 批准号:
    EP/X038394/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Research Grant
New Classes of Electron Paramagnetic Resonance Imaging Probes With High-Spin Metal Complexes
具有高自旋金属配合物的新型电子顺磁共振成像探针
  • 批准号:
    10712009
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
Transformative Iron Metal Nanoparticles with Controlled Oxidation for Magnetic Particle Imaging.
用于磁粒子成像的具有受控氧化的变革性铁金属纳米粒子。
  • 批准号:
    10730728
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
Design and Synthesis of Metal-Organic Cage Complexes for use as Imaging Labels in Electron Microscopy
电子显微镜成像标签用金属有机笼配合物的设计与合成
  • 批准号:
    2905858
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Studentship
Artificial Intelligence X-ray Imaging for Sustainable Metal Manufacturing (AIXISuMM)
用于可持续金属制造的人工智能 X 射线成像 (AIXISuMM)
  • 批准号:
    EP/X03884X/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Research Grant
AMICI: Amorphous Microstructure Imaging at Composite Interfaces in Metal-Organic Frameworks
AMICI:金属有机框架复合界面的非晶微结构成像
  • 批准号:
    EP/Y024583/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Research Grant
Homogenous Antibody-Metal Conjugates For Immuno-Mass Spectrometry Imaging
用于免疫质谱成像的均质抗体-金属缀合物
  • 批准号:
    DP230101740
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Metal-Mediated C-H Radiofluorination for Rapid Access to PET Imaging Agents
金属介导的 C-H 放射性氟化用于快速获得 PET 成像剂
  • 批准号:
    10369752
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.45万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了