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扫描隧道显微镜在化学中的应用

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扫描隧道显微镜在化学中的应用

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:扫描隧道显微镜
  • 来源:www.verdegroup.cn
  • 发布时间:2021-11-30 11:10

扫描隧道显微镜在化学中的应用

扫描隧道显微镜在化学中的应用

 

许多化学反应是在电极表面进行的,了解这些反应过程,研究反应的动力学问题是化学家们长期研究的题目。吸附物质将于表面形成吸附层,吸附层的原子分子结构,分子间相互作用是研究表面化学反应的前提与基础。在超高真空环境下,科学家们使用蒸发或升华的方法将气态分子或原子吸附在基底(一般为金属或半导体)上,再研究其结构。

 

在溶液中,原子分子将自动吸附于电极表面。在电位的控制下,吸附层的结构将有不同的变化。此种变化本身与反应的热力学与动力学过程有关,由此可以研究不同种类物质的相互作用及反应。电化学扫描隧道显微镜 在这一领域的研究中已有很好的成果。例如:硫酸是重要的化工原料,硫酸在活性金属表面(如铑、铂等)上的吸附一直是表面化学和催化化学中的研究热点。尽管有关硫酸吸附的研究报告已有很多,但是其在电极表面的吸附是否有序,结构如何,表面催化变化过程,硫酸根离子与溶液中水分子的相互作用,水分子在硫酸的吸附结构形成中的作用等,长期没有明确结论。

 

利用电化学扫描隧道显微镜,我们在溶液中原位研究了这一体系的吸附及结构变化过程。研究发现,硫酸根离子在Rh(111)以及Pt(111)等表面与水分子共同吸附,水分子与硫酸根离子通过氢键结合形成有序结构。基于实验结果,我们提出了硫酸根离子与水分子菜吸附的理论并给出了模型。

 

利用电位控制表面吸附分子是电化学扫描隧道显微镜 在化学研究中的又一成功应用范例。利用此技术,可以控制表面吸附分子在材料表面的结构及位向等。例如控制分子与基底平行的取向变为与基体垂直的取向。这种取向变化完全可逆,且只受电位影响,其行为类似于原子分子开关。这一研究为原子分子器件的发展提供了新的途径。

 

光电反应是涉及到生物、化学、环境、电子等众多学科的一类常见的重要化学反应,利用电化学扫描隧道显微镜 可以跟踪监视光电化学反应过程,研究反应物分解与转化的微观机制,如分子吸附层结构,分子间的相互作用,分子分解,以及生成物的结构等。现已受到众多领域学者的重视。

 

总之,用扫描隧道显微镜技术研究表面化学反应已获得了许多成功,并展现了极具魅力的广阔前景。在未来的研究中,肯定会有更多的实验结果问世。

 

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