针尖增强拉曼光谱的发展及其在表界面中的应用

表界面在重要的能源材料过程中扮演着极其重要的角色,对表界面纳米尺度和分子水平的表征有助于揭示其构效关系.针尖增强拉曼光谱(TERS)技术结合了等离激元增强拉曼光谱和扫描探针显微镜(SPM)技术,能够同时在纳米尺寸和分子尺度上表征表界面的物理形貌信息和化学指纹信息,因此被广泛地应用于催化、材料等领域的研究.本文首先从TERS技术在表界面研究中的优势出发,回顾TERS技术在厦门大学的发展历程,详细阐述了包括TERS针尖和仪器构型等TERS技术的核心问题;进而分析讨论了近年来TERS技术在超高真空、固气界面和固液(电化学)界面研究中的应用;最后总结了TERS技术中亟待解决的问题并展望TERS技术未来的发展方向.

碱金属离子诱导亚稳相钌纳米晶合成

亚稳相金属纳米晶因其优异的物理化学性质备受关注,然而如何可控合成亚稳相结构依然面临诸多挑战.本文报道了碱金属离子诱导亚稳相钌纳米晶(面心立方相)的可控合成策略.研究表明钌纳米晶结构和碱金属离子半径密切相关,因此通过改变碱金属离子实现了面心立方相和六方密堆相比例的连续调控.理论计算结果表明,碱金属的存在导致面心立方相的形成能低于六方密堆相,并且这种能量差随着碱金属离子半径的增大而增大.本工作为拓展亚稳态结构的实际应用奠定了基础.

界面工程促进雪花状Ru/RuO_(2)纳米片氢气氧化性能

近年来,贵金属钌(Ru)因其具备与铂(Pt)媲美的氢吸附能以及比铂更低的价格被认为是很有前景的氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)催化剂.然而,目前钌基催化剂在HOR和HER上的大规模应用依然受限于其活性低、稳定性不高等缺点.本文采用湿化学和热处理结合策略制备了具有Ru/RuO_(2)界面的二维雪花纳米片(Ru/RuO_(2) SNSs).表征和理论计算结果表明, Ru/RuO_(2) SNSs的界面结构与热处理温度密切相关.因此,可通过改变热处理温度调控界Ru/RuO_(2)界面相互作用,并进一步调控催化剂表面的氢结合能(HBE)和氢氧根结合能(OHBE),从而提高HOR和HER的催化性能.当Ru/RuO-12 SNSs用于催化碱性HOR时,在50 mV的过电位为下,其质量活性达到了9.13 A mgRu,分别是Ru SNSs(0.14 A mg^(-1)_(Ru))、RuO_(2) SNSs(0.03 A mg^(-1)_(Ru))和商用Pt/C(0.43 A mg^(-1)_(Ru))的65倍、304倍和21倍.此外, Ru/RuO_(2) SNSs还表现出优异的碱性HER性能.在1 mol L^(-1) KOH中,当电流密度达到10 mA cm^(-2)时,过电位低至20.2 mV.这项工作不仅开发了一种高效的HOR和HER催化剂,而且对开发新型高效催化剂也起到了重要的推动作用.