受限微通道中析氢反应的增强单纳米粒子碰撞

单纳米粒子(NP)碰撞使通过纳米限制放大电流测量单个NP上的电催化反应成为可能。最近，已经证明通过随机碰撞电化学提高了单个纳米粒子的电催化活性，因为良好的分散性减轻了粘附在电极表面的纳米电催化剂的聚集、失活和分离。然而，仍然迫切需要进一步提高单个纳米粒子的电催化性能。

在最基本的水平上，电化学反应只能在单个纳米粒子达到隧道距离时触发。因此，增加隧道区域中单个NPs的碰撞周期应该有助于提高电催化效率。

近日，中国南京大学龙一涛教授领导的研究团队报告了使用受限微通道控制单个PdNPs的动态运动，旨在建立一个平台以增加单个Pd的碰撞周期。隧道区域中的NP。单PdNP碰撞可作为模型系统，可用于轻松研究用于析氢反应(HER)的高性能催化剂。

他们表明，由于增强的流体动力学俘获效应，受限通道中与HER相关的积分电荷达到了传统单NP碰撞的两倍。结果发表在《中国催化杂志》上。

微通道首先在PDMS中浇铸，然后连接到支持AuUME的载玻片上，然后进行随机碰撞电化学测量。值得注意的是，使用受限微通道的PdNPs的碰撞持续时间比使用常规UME的要长。当NPs分散在一个受限的微通道中时，近壁受阻扩散将是显着的，这表明单个NPs的扩散受到额外的流体动力学吸附的阻碍。

因此，近壁受阻扩散效应可以将动态单个PdNPs限制在可能发生HER的隧穿区域中。此外，延长了碰撞期间的反应时间。

在不同的施加过电位下进行了与基于微通道的AuUME的单个PdNP碰撞，以进一步证明延长碰撞持续时间对HER动力学的影响。根据集成系统中用于HER的PdNPs的电化学特性信息，证明了时间分辨电流信号是由于单个PdNPs的动态运动导致AuUME双层的电荷位移产生的。、氢欠电位解吸和单个PdNPs上的HER。