Ett team ledd av DGIST-professorn Seo Dae-ha har utvecklat en experimentell strategi för att kontrollera och observera den kemiska reaktionen hos en enskild nanokatalysator med hjälp av ett optiskt mikroskop. Arbetet förväntas bidra till katalysatordesign baserat på korrekt förståelse av den fotokatalytiska reaktionen genom en analysmetod som hjälper till att förstå elektronexcitationsfenomenet och övergångsvägen.

Denna teknik förväntas ge en experimentstrategi baserad på systemkemi, en ny experimentstrategi för att exakt studera fotokatalysatorer på enstaka partikelnivå.

Plasmoniska metaller på nanometernivå, såsom guld, uppvisar hög ljusabsorptionshastighet i ett brett område inom området för synligt ljus. De kombineras med halvledarfotokatalysatorer för att fungera som ett medium för att öka ljusabsorptionen. Excitation uppstår där elektroner får energi och rör sig som en reaktion på ljusabsorption, och den uppträder genom olika banor beroende på metallens storlek och ljusets våglängd. Det finns olika hypoteser om effekten av denna elektronrörelse som katalysator. Forskargruppen kunde testa hypoteserna och avslöja hur elektroner överförs genom att utveckla ett nytt mikroskop som är experimentellt enklare och mer sofistikerat än den konventionella metoden att observera kemiska reaktioner.

Professor Seo Dae-has forskargrupp utvecklade hybridnanopartiklar (till exempel "guld/kopparoxider", en kombination av guld- och kopparoxider), och lasrar med olika våglängder kombinerades för att undersöka reaktionen mellan dem för att testa olika hypoteser om elektronen excitationsfenomen. Genom denna process kunde teamet selektivt inducera elektronexcitation i guldnanopartiklar och kvantitativt analysera deras bidrag genom att utvärdera ökningen av katalysatorns reaktivitet. Dessutom bekräftade teamet att dessa exciterade elektroner överfördes till halvledaren för att öka stabiliteten och reaktiviteten samtidigt.

"Den observationsteknologi som rapporteras här är en teknik som observerar kemiska reaktioner med hög precision, effektivitet och låg kostnad", säger professor Seo Dae-ha vid institutionen för fysik och kemi vid DGIST, samtidigt som han tillade att "det förväntas att det kommer att bidra till den sofistikerade designen av katalysatorer och kommer att användas som en sofistikerad utvärderings- och kontrollteknik som använder nanopartiklar för läkemedel."

Forskningen publicerades i Chem . + Utforska vidare

Fotoelektrod som kan skörda 85 procent av synligt ljus