碳纳米纤维在NiCu催化剂上的增长率:宏观和纳米尺度实地研究的定量合
Tom A J Welling1, Suzan E Schoemaker1, Krijn P de Jong1
1Materials Chemistry & Catalysis, Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University, Universiteitsweg 99, 3584 CG Utrecht, The Netherlands.
概括
现场电子显微镜揭示了催化剂颗粒大小如何影响甲分解期间的碳纳米纤维生长. 这项工作将纳米级观测与宏观反应速率联系起来.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 气体电池传输电子显微镜可以在反应过程中直接对催化剂进行纳米级成像.
- 然而,成像条件可能会扰乱系统,限制对现实世界催化转换的相关性.
研究的目的:
- 为了验证纳米尺度的现场电子显微镜观测与宏观测量对比.
- 为了研究单个催化剂纳米粒子在甲分解过程中对整体碳增长的贡献.
主要方法:
- 在现场气体细胞传导电子显微镜550°C,1 bar (5% H2,45% CH4,50% Ar).
- 核反应堆中碳增长率的重力测量方法.
- 从显微镜和反应器测量中直接比较时间解析的增长率.
主要成果:
- 在电子显微镜和重力测量增长率之间发现了定量一致性,验证了现场技术.
- 较小的催化剂颗粒对碳增长的贡献很小.
- 较大的粒子 (8-16纳米) 呈现出较高的初始增长率,但迅速失活;甚至更大的粒子显示出缓慢,持续的增长.
结论:
- 现场电子显微镜是一种经过验证的方法,用于在工作条件下研究异质催化剂.
- 催化剂粒子大小极大地影响碳纳米纤维生长动态和催化剂寿命.
- 这种方法使得能够从纳米级的实地观测中理解宏观的催化速率.
