纳米焊接在SERS中“热点”的稳定性及其乙醇电催化的应用

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纳米材料的纳米焊接在透明电极,纳米级图案化,纳米催化,癌症治疗和薄膜太阳能电池方面开辟了新兴的应用领域。到目前为止,已经采用了不同的方法来焊接,例如光诱导、热诱导、毛细管力和化学焊接。这些方法主要用于大规模纳米网络。针对纳米焊接的广泛应用,主要进行了以下两个方面的研究:(1)等离子体焊接在“热点”稳定性方面的研究。“热点”在SERS中起着关键的作用,人们为了构建具有各种精细物理结构的热点做出了巨大的努力。但是,制备均匀分布的热点,以实现每个“热点”光谱的同等增强,仍然是一个巨大的挑战;尤其是在定量检测中,光谱重现性差极大的限制了SERS的广泛应用。因此,本文系统地研究了热点稳定性对SERS行为的影响,据我们所知,在先前的研究中,热点并没有受到广泛关注。我们系统地研究了热点对激发功率,持续时间和波长的稳定性阈值。(2)焦耳热焊接的Au@Pd NPW在乙醇电催化氧化中的应用。碱性介质中的直接乙醇燃料电池具有高能量密度、合理的功率密度以及环保特性,因此具有广阔的应用前景。研究表明通过设计和制备具有大面积网络结构的高导电性且具有丰富的高活性位点的电催化剂作为有效的电子转移途径,可以进一步提高乙醇氧化反应活性。主要研究成果如下:(1)由“热点”的随机分布和不均匀增强引起的光谱重现性差,极大地限制了表面增强拉曼散射(SERS)的实际应用。在这里,我们报告了“热点”显示出对激发功率,持续时间和波长的稳定性阈值。在阈值范围内或除去不稳定的“热点”后,SERS底物显示稳定,可重现的SERS信号。这些发现为SERS的光谱再现性提供了新的认识,极大地促进了可靠的SERS检测和稳定热点的设计。(2)钯包金(Au@Pd)双金属纳米颗粒对乙醇的电催化氧化显示出很高的催化活性。通过焦耳热焊接策略,以调节Au@Pd NPW的电催化活性,以有效地进行乙醇氧化。我们发现,通过界面自组装的Au@Pd NP膜通过交流电可以很好地焊接Au@Pd NP膜,形成导电性得到改善的大面积网络纳米膜,并暴露出高晶面,从而具有较好的催化活性。在用于显示焊接对电催化活性的影响的两种类型的Au@Pd NP中,16+4.5 nm Au@Pd NPW显示出更高的电催化活性,对于1M KOH+1M C2H5OH溶液在-0.8-0.4 V时,相对于SCE可达到10.89 m A cm-2,这是在16+4.5 nm Au@Pd NPs催化剂上获得的2.76倍。这些结果表明,简单的焊接策略有助于设计和制备更有效,更稳定的Pd基电催化剂和其他金属微粒催化剂,这些催化剂分别来自单独的对应物。
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