Влияние температуры и атмосферы на объединение наночастиц платины

MМеталлические наночастицы размером около нескольких десятков нанометров обладают отличными от объемных частиц свойствами, и в настоящее время применяются в различных областях. Однако, при 20 нм или менее, объединение ускоряется, потому что поверхностная энергия увеличивается с уменьшением размера частиц. Таким образом, разрабатываются новые методы подавления и умеренного содействия объединению.

Наночастицы платины имеют высокую каталитическую активность и вероятно имеют широкое применение. Тем не менее, не легко поддерживать их высокую каталитическую активность, не вызывая объединение или повреждение поверхности. Используя одновременно рентгеновскую дифракцию и дифференциальную сканирующую калориметрию (DSC), легко оценить влияние температуры и атмосферных условий на объединение.

Катализатор из платины, используемый в полимерных электролитах топливных элементов (поддерживаемые на 40%-ной концентрации углерода, с размером частиц равным 2 нм), исследовали с помощью многофункциональной дифракционной системы Ultima IV. Одновременно проводилось измерение дифракционной картины и дифференциальной сканирующей калориметрии при повышении температуры в различных средах.

На рисунке, приведенном ниже, показаны результаты, полученные в сухом азоте. Между 250°C и 290°С наблюдался экзотермический пик на графике DSC и форма дифракционного пика платины (111) более острая. Это указывает на то, что объединение активизируется и размер кристаллитов возрастает до 5 нм.

results obtained in dry nitrogen
В сухом азоте

На рисунке ниже показаны результаты, полученные в 3% H2/He. Экзотермическое изменение и объединение наночастиц происходит в непосредственной близости к 0°C.

results obtained in dry nitrogen
В 3% H2/He



UltimaUltima IV представляет собой передовой многоцелевой рентгеновский дифрактометр. Внедрение CBO оптики, запатентованной компанией, на постоянной основе, надолго выровненной и с выбираемыми пользователем геометриями (параллельнного пучка или фокусирующей) - все это позволяет выполнять множество различных измерений ... быстро. Read more about Rigaku's Ultima IV...