研究人员无意中增加了镍纳米颗粒的催化表面积
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来自北卡罗莱纳州立大学和空军研究实验室的研究人员发现，一种设计给镍纳米颗粒涂上二氧化硅外壳的技术实际上会使材料碎裂——产生一个由氧化镍组成的小内核，周围是嵌入在二氧化硅外壳中的较小卫星。这一惊人的结果可能被证明是有用的，因为它增加了镍的表面积，可用于催化化学反应。
“镍因其在催化领域的广泛应用而值得注意，”北卡罗来纳州大学材料科学与工程副教授、一篇相关论文的通讯作者乔·特雷西(Joe Tracy)说。“将镍纳米颗粒包覆在多孔二氧化硅上的原因之一是将它们嵌入中性基底，以保持它们作为化学反应催化剂的效率。因此，这一过程可以增加它们的表面积，同时也被证明是有益的。”
研究人员采用了一种被广泛使用的方法，称为反向微乳液或反向胶束，将二氧化硅涂层涂在直径约为27纳米的镍纳米颗粒上。但他们发现，这项技术产生了一个直径为7纳米的氧化镍核，周围环绕着直径仅为2纳米的氧化镍卫星，所有这些卫星都被一个直径为30纳米的硅壳包裹着。
“一开始，我们认为我们犯了一个错误，但我们能够一遍又一遍地重现这个结果，”北卡罗来纳州立大学的博士生布莱恩·林奇(Brian Lynch)说，他是一篇有关这项工作的论文的主要作者。
特雷西说:“当在高温下被氧化和还原时，我们发现核心和卫星镍纳米颗粒的大小和形状没有明显变化，这表明它们在催化化学反应所需的环境中发挥良好的作用。”
“这是一个意外的发现，但我们对结果很满意。”
纸”,二氧化硅包埋纳米镍的合成与化学转化发表在杂志上纳米级．该论文由北卡罗来纳州立大学前博士生布莱恩·安德森(Bryan Anderson)和美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)的约书亚·肯尼迪(Joshua Kennedy)共同撰写。这项工作得到了国家科学基金会的支持，资助项目是CBET-1605699和DMR-1056653;空军研究实验室材料和制造理事会，以及空军科学研究办公室，根据16RXCOR324拨款。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
二氧化硅包埋纳米镍的合成与化学转化
作者: Brian B. Lynch和Joseph B. Tracy，北卡罗莱纳州立大学;布莱恩·d·安德森，北卡罗来纳州立大学和空军研究实验室;W.约书亚·肯尼迪，空军研究实验室
发表: 11月28日,纳米级
DOI: 10.1039 / C7NR06379B
文摘:镍纳米颗粒(NPs)催化许多化学反应，在这些反应中它们可能会被污染或团聚，导致性能较差。我们报道了从正硅酸四乙酯(TEOS)通过反相微乳液方法沉积二氧化硅(SiO2)到Ni NPs上，这伴随着一个意想不到的蚀刻过程。将平均初始直径为27 nm的Ni NPs包埋在平均直径为30 nm的复合sio2涂层Ni NPs (SiO2-Ni NPs)中。每个SiO2-Ni NP包含一个~7 nm的氧化镍核和许多直径~2 nm的更小的氧化镍NPs分布在SiO2壳中。Ni NPs的蚀刻归因于使用氢氧化铵作为沉积SiO2的催化剂。在沉积和蚀刻过程中获得的等分显示SiO2和Ni NPs的团聚，然后分解成高度均匀的SiO2-Ni NPs。这种蚀刻和包埋工艺也可推广到其他核心材料。研究了SiO2-Ni NPs在高温氧化和还原环境下的稳定性。SiO2-Ni NPs的结构在氧化和还原后都保持了明显的不变，这表明用于催化时的结构耐久性。
