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减少NIO纳米粒子时的尺寸很重要

镍氧化镍纳米粒子内镍金属的成核位点的数量和位置强烈取决于纳米颗粒尺寸。

新的研究发现,当纳米级氧化镍(NiO)壳在减少到固体镍纳米粒子时,尺寸在如何表现出主要作用。

“这使得我们对如何通过化学反应改变纳米颗粒的结构如何改变的根本理解,这在纳米制备和催化中具有潜在的应用,”乔特雷西是NC州和协调员的材料科学家关于工作的论文

部分减少的40nM氧化镍纳米粒子的图像。镍区域是红色的,氧化镍是着色的绿色。点击放大图像。

研究人员通过将镍纳米粒子暴露于500摄氏度以产生NiO壳。该过程称为氧化。较小的壳体,12至24纳米(Nm)直径,是中空的,壳体周围围绕单腔。较大的壳体,直径为40至96nm,似乎有更大的毛孔,并且可能含有多个空腔。

然后研究人员将壳体放入350℃的氢气环境中。该过程称为还原,将NIO壳转回固体镍纳米粒子。

他们发现的是,NIO壳的大小显着影响减少过程本身的方式。

研究人员的最小炮弹直径为12纳米,形成了纯镍的单个成核位点,然后扩展以取代所有NIO。较大的壳,直径24nm,响应于壳体周围的近似环形的多个成核位点。然后将这些成核位点增长并合并成单个镍纳米粒子。它们看起来最大的壳,直径为96nm,仍然看起来更不同,在整个NIO中形成多个成核遗迹。

“氧化前的纳米颗粒的尺寸决定了NIO纳米粒子的结构和减少镍金属的成核位置的图案,”NC国家的本科论坛和纸张的主要作者。

本文,“中空镍氧化物纳米粒子减少期间的纳米结构转化,“于11月20日在线发表在于皇家化学学报纳米级。本文由布鲁克海文国家实验室亚伦约翰斯顿 - 佩克共同撰写。该研究得到了美国教育部,北卡罗来纳州立大学和Protochips,Inc。的国家科学基金会支持

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