TiO2 ince filmlerine, özellikle proton redüksiyonu ve su oksidasyonu olmak üzere, gerilimin elektrokataliz üzerindeki etkilerini incelemek için dinamik, çekme gerilimi uygulanır. TiO2 filmleri, sözde elastik NiTi alaşımının (Nitinol) ısıl işlem ile hazırlanmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Psölastik Nikel-Titanyum Alaşımında İmmobilize Edilmiş İnce Oksit Filmlere Dinamik Zorlanma Uygulamak
Bu makalede
Özet
Özet
Malzeme yapısının/işlevinin gerilme yoluyla doğrudan değiştirilmesi, malzemelerin yeni özelliklerinin ortaya çıkmasına olanak sağlayan büyüyen bir araştırma alanıdır. Malzeme yapısı, malzemelere dayatılan harici bir kuvvetin kontrol edilmesi ve gerilme-gerinim tepkilerini nakışla (yani dinamik gerinimintimaifi) elde edilebilir. Elektroaktif ince filmler genellikle mekanik yüklemenin (yani sıkıştırma veya gerilimin) empoze edilen gerilme yoluyla film yapısını ve işlevini etkileyebileceği şekil veya hacim liekat elastik yüzeylere birikir. Burada, psödo-elastik nikel-titanyum alaşımının (Nitinol) Termal tedavisi ile hazırlanan n-tipi doped titanyum dioksit (TiO2)filmlerini gerilme yöntemlerini özetliyoruz. Açıklanan yöntemlerin temel amacı, suş metal oksitin elektrokatalitik aktivitelerini, özellikle hidrojen evrimini ve oksijen evrimreaksiyonlarını nasıl etkilediğini incelemektir. Aynı sistem, zorlanmanın etkisini daha geniş bir şekilde incelemek için uyarlanabilir. Gerinim mühendisliği, bir malzeme fonksiyonunun optimizasyonu ve harici gerilim kontrolü altında ayarlanabilir, çok fonksiyonlu (foto) elektrokatalitik malzemelerin tasarımı için de uygulanabilir.
Giriş
Suşu getirerek katalitik malzemelerin yüzey reaktivitesini değiştirme yeteneği yaygın olarak kabul edilmiştir1,2,3. Kristal malzemelerdeki gerinimin etkileri ya malzeme mimarisini(statik gerinim)ayarlayarak ya da değişken bir dış kuvvet(dinamik gerinim)uygulanarak ortaya çıkabilir. Kristal malzemelerde, statik suşu doping ile tanıtılabilir4, de-alaşımlı5,6, annealing7, uyumsuz kristal kafes üzerinde epitaksial büyüme2 veya boyut ....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. NiTi/TiO2 elektrotlarının hazırlanması
- NiTi substratlarının kimyasal ve mekanik parlatma
- Süperelastik NiTi folyoyu (0,05 mm kalınlığında) 1 cm x 5 cm şeritler halinde kesin.
- 320-, 600 ve 1200-grit zımpara kullanarak Lehçe örnek ve sonra ultrasaf su (18,2 MΩ) ile durulayın.
- 1 μm elmas, 0,25 μm elmas ve 0,05 m alümina cilası ile lehçe örnek.
- Parlatıldıktan sonra, ultrasaf su (18,2 MΩ), izopropanol, etanol, ultrasaf su (18,2 MΩ) ve daha sonra azot altında kuru (kullanılan organik çözücüler reaktif sınıf) sıralı banyolarda 5 dakika sonicate.
DİkKAT: Organik çözücüler yanıcıdır, cildi ve gözleri tahriş ede....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Önceden işlenmiş NiTi folyolar aerobik koşullarda 500 °C'de oksitlenir (Şekil 1). Titanyumun oksofilik yapısı nedeniyle, yüksek sıcaklıklarda kalsinasyon rutil TiO2bir yüzey tabakası ile sonuçlanır. Tabakanın kalınlığı ve n tipi dopingin derecesi, 20 dk ısıtmadan sonra griden (işlenmemiş numune) tek düze mavi/mor renk değişimine yansıyan zaman ve sıcaklıktan etkilenir (Şekil 2). Daha uzun ısıtma süresi daha kalın TiO2 filmleri (100 nm filml.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Nitinol ince filmler mekanik stres uygulamak için uygun bir elastik substrat olduğunu. Ticari olarak mevcuttur, son derece iletkendir ve kolayca işlevselhale getirilebilir. Nitinol termal tedavi ile rutil TiO2 ince filmlerin hazırlanması, son derece n-tipi doped TiO2sonuçları . NiTi/TiO 2'nin,2 TiO2 filmlerinin bir biriktirme yöntemi yerine NiTi'nin termal tedavisi yle hazırlandığı benzersiz bir sistem olduğunu vurgulamak önemlidir. Önceki yayınlarımız, NiTi/TiO2'ye .......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar hiçbir rakip çıkarları beyan.
Teşekkürler
Bu çalışma, Abd Enerji Bakanlığı (DOE) için Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nın yöneticisi ve operatörü olan Sürdürülebilir Enerji İttifakı'nın çalışanları ve tüm ortak yazarlar tarafından yürütülmüştür. DE-AC36-08GO28308. Finansman ABD DOE, Office Ofis Bilim, Temel Enerji Bilimleri Ofisi, Kimya Bilimleri Bölümü, Yerbilimleri ve Biyobilimler, Güneş Fotokimya Programı tarafından sağlanmaktadır.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 2-Propanol | Sigma Aldrich | 109634 | |
| Ag/AgCl (3M NaCl) Referans Elektrot | BASi | MF-2052 | |
| Alkalin Referans Elektrodu | Basi | EF-1369 | |
| Etil alkol, Saf, 200 geçirmez, susuz, =%99,5 | Sigma Aldrich | 459836 | |
| MT I I / F u l l SEMTester Serisi | MTI Cihazları | ||
| Nitinol folyo, 0,05 mm (0,002 inç) kalınlık, süper elastik, düz tavlanmış, salamura yüzey | Alfa Aesar | 45492 | |
| PK-4 Elektrot Parlatma Kiti | BASi | MF-2060 | |
| Potansiyostat 600D | CHI aletleri | 600D | |
| Pt tel | Sigma Aldrich | 267228-1G | |
| Sodyum hidroksit | Sigma Aldrich | 221465 | |
| Sülfürik asit | Sigma Aldrich | 30743 |
Kaynaklar
- Li, J., Shan, Z., Ma, E. Elastic strain engineering for unprecedented materials properties. MRS Bulletin. 39, 108-114 (2014).
- Luo, M., Guo, S. Strain-controlled electrocatalysis on multimetallic nanomaterials. Nature Reviews Materials. 2, 17059(....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
