Presentación esquemática del método de congelación-descongelación. Crédito:Wiley-VCH
Como una nueva clase de materiales porosos, Los aerogeles de metales nobles (NMA) han llamado la atención por sus arquitecturas autosuficientes, áreas de alta superficie y sus muchos sitios ópticamente y catalíticamente activos, permitiendo un desempeño impresionante en diversos campos.
Sin embargo, Los métodos de fabricación actuales sufren de largos periodos de fabricación. impurezas inevitables, y estructuras multiescala incontroladas, desalentar las aplicaciones prácticas.
El Dr. Ran Du de China ha sido becario de investigación Alexander von Humboldt en TU Dresden desde 2017. En colaboración con los químicos de Dresde Dr. Jan-Ole Joswig y el profesor Alexander Eychmüller, Recientemente diseñaron un nuevo método de congelación-descongelación capaz de adquirir aerogeles de metales nobles estructurados a múltiples escalas como fotoelectrocatalizadores superiores para la electrooxidación de etanol. promoviendo su aplicación para pilas de combustible.
Su trabajo se ha publicado ahora como artículo de portada en Edición internacional Angewandte Chemie , titulado "Fabricación promovida por congelación-descongelación de geles de metales nobles limpios y estructurados jerárquicamente para electrocatálisis y fotoelectrocatálisis".
Ran Du y su equipo encontraron propiedades inusuales de autocuración de los geles de metales nobles en su trabajo anterior. Inspirado por estos hallazgos, Se desarrolló un método de congelación-descongelación como un enfoque sin aditivos para desestabilizar directamente las soluciones de nanopartículas metálicas diluidas (concentración de 0,2-0,5 mM).
Imágenes de microscopía electrónica de transmisión de varias NMA estructuradas jerárquicamente. Crédito:Wiley-VCH
Al congelarse, se generaron grandes agregados debido a la intensificación de los efectos de la salazón incurridos por la concentración local de soluto dramáticamente elevada; mientras tanto, se formaron a escala micrométrica mediante cristales de hielo formados in situ.
Después de descongelar los agregados se asentaron y ensamblaron en hidrogeles monolíticos como resultado de sus propiedades de autocuración. Purificado y secado, Se obtuvieron hidrogeles limpios y los correspondientes aerogeles.
Debido a las estructuras jerárquicamente porosas, la limpieza, y las propiedades catalíticas / ópticas combinadas, Se descubrió que los aerogeles de oro-paladio (Au-Pd) resultantes muestran un impresionante rendimiento fotoelectrocatalítico impulsado por la luz, entregando una densidad de corriente de hasta 6,5 veces mayor que la del paladio sobre carbono comercial (Pd / C) para la reacción de oxidación del etanol.
"El trabajo actual proporciona una nueva idea para crear materiales de gel limpios y estructurados jerárquicamente directamente a partir de soluciones precursoras diluidas, y debe adaptarse a varios sistemas de materiales para mejorar el rendimiento de la aplicación para catálisis y más allá, "dice el químico Ran Du.
