Fast-vätske-gasreaktioner är vanliga i olika naturfenomen och industriella tillämpningar, såsom väte-syrebränslecellsreaktioner, heterogen katalys och metallkorrosion i omgivande miljöer. Gastransporten i vätska och efterföljande reaktioner vid trippelfasgränsytan är emellertid inte väl förstått.

Ett gemensamt forskarlag under ledning av professor Chen Jige från Shanghai Advanced Research Institute (SARI) vid den kinesiska vetenskapsakademin rapporterade en realtidsobservation av den accelererade etsningen av fast-vätskegaser hos guld-nanorods genom att introducera gas-nanobubblor. De fann att den underliggande mikroskopiska mekanismen var beroende av vätskeskiktets tjocklek.

Resultaten publicerades i Nature Materials .

Vätskecellstransmissionselektronmikroskopi (TEM) möjliggör realtidsobservation av den accelererade etsningen av guldnanostavar med syrenanobubblor i vattenhaltig bromvätesyra.

Forskarna fann att när en syrgasnanobubbla var nära en nanorod under det kritiska avståndet (~1 nm), ökades den lokala etsningshastigheten avsevärt med över en storleksordning.

Resultat av simulering av molekyldynamik avslöjade att den starka attraktiva van der Waals-interaktionen mellan guldnanorod och syremolekyler styrde syretransporten genom det tunna vätskelagret och ledde därmed till ökad etsningshastighet.

Denna studie belyser den rationella designen av fast-vätske-gas-reaktioner för förbättrade aktiviteter och ger ett lovande tillvägagångssätt för att modifiera fast-vätske-gas-reaktionshastigheten. + Utforska vidare

Mekanism för syreaktivering på bariuminnehållande perovskitmaterial