Seminarium dr. inż. Wojciecha Nogali z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie | FTiMS - Politechnika Gdańska

Nanostrukturalne katalizatory metaliczne otrzymuje się najczęściej na drodze syntezy homogenicznej. Konieczne jest wtedy zastosowanie surfaktantów (capping agents), aby zatrzymać proces wzrostu nanostruktur i zapobiec ich agregacji. Surfaktanty mają niekorzystny wpływ na właściwości katalityczne otrzymanych nanostruktur poprzez utrudnienie dostępu reagentów do powierzchni katalizatora. Metody elektrochemiczne umożliwiają bezpośrednie wytwarzanie nanostruktur unieruchomionych na powierzchni elektrody, bez użycia surfaktantów.

Wykorzystaliśmy skaningową mikroskopię elektrochemiczną (SECM) do lokalnego otrzymywania czystych nanostruktur metalicznych (Au, Cu, Ag) bezpośrednio z polikrystalicznego metalu. Poprzez zmianę parametrów fizykochemicznych procesu możliwe jest kontrolowanie kształtu i rozmiaru otrzymanych nanostruktur. Oprócz właściwości elektrokatalitycznych względem redukcji tlenu, dwutlenku węgla i wydzielania wodoru, czyste nanostruktury złote nadają się również jako podłoża do powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana (SERS).

Oprócz lokalnego otrzymywania nanostruktur, SECM nadaje się również do obrazowania aktywności heterogenicznych katalizatorów. Problematyczne jest obrazowanie powierzchni szorstkich ze względu na zależność rejestrowanego sygnału od odległości sondy od badanej powierzchni. Opracowaliśmy metodę jednoczesnego obrazowania topografii i aktywności z wykorzystaniem nanoelektrod oraz mapowania odczynu pH w pobliżu powierzchni stałych.

oprac. L. Namysł