Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Precision Synthesis of Bimetallic Nanoparticles via Nanofluidics in Nanopipets
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2023-11-05 , DOI: 10.1021/acsnano.3c06011
Heekwon Lee 1 , Kevin C Matthews 2, 3 , Xun Zhan 3 , Jamie H Warner 2, 3 , Hang Ren 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2023-11-05 , DOI: 10.1021/acsnano.3c06011
Heekwon Lee 1 , Kevin C Matthews 2, 3 , Xun Zhan 3 , Jamie H Warner 2, 3 , Hang Ren 1
Affiliation
|
Bimetallic nanoparticles often show properties superior to their single-component counterparts. However, the large parameter space, including size, structure, composition, and spatial arrangement, impedes the discovery of the best nanoparticles for a given application. High-throughput methods that can control the composition and spatial arrangement of the nanoparticles are desirable for accelerated materials discovery. Herein, we report a methodology for synthesizing bimetallic alloy nanoparticle arrays with precise control over their composition and spatial arrangement. A dual-channel nanopipet is used, and nanofluidic control in the nanopipet further enables precise tuning of the electrodeposition rate of each element, which determines the final composition of the nanoparticle. The composition control is validated by finite element simulation as well as electrochemical and elemental analyses. The scope of the particles demonstrated includes Cu–Ag, Cu–Pt, Au–Pt, Cu–Pb, and Co–Ni. We further demonstrate surface patterning using Cu–Ag alloys with precise control of the location and composition of each pixel. Additionally, combining the nanoparticle alloy synthesis method with scanning electrochemical cell microscopy (SECCM) allows for fast screening of electrocatalysts. The method is generally applicable for synthesizing metal nanoparticles that can be electrodeposited, which is important toward developing automated synthesis and screening systems for accelerated material discovery in electrocatalysis.
中文翻译：
通过纳米移液器中的纳米流体精确合成双金属纳米粒子
双金属纳米颗粒通常表现出优于单组分纳米颗粒的特性。然而，大的参数空间，包括尺寸、结构、组成和空间排列，阻碍了针对给定应用的最佳纳米颗粒的发现。可以控制纳米粒子的组成和空间排列的高通量方法对于加速材料发现是可取的。在此，我们报告了一种合成双金属合金纳米粒子阵列的方法，可精确控制其成分和空间排列。使用双通道纳米移液器，纳米移液器中的纳米流体控制进一步实现了每个元素的电沉积速率的精确调节，这决定了纳米粒子的最终组成。成分控制通过有限元模拟以及电化学和元素分析进行验证。演示的颗粒范围包括 Cu-Ag、Cu-Pt、Au-Pt、Cu-Pb 和 Co-Ni。我们进一步演示了使用铜银合金的表面图案，并精确控制每个像素的位置和成分。此外，将纳米颗粒合金合成方法与扫描电化学细胞显微镜（SECCM）相结合可以快速筛选电催化剂。该方法通常适用于合成可电沉积的金属纳米颗粒，这对于开发自动化合成和筛选系统以加速电催化材料发现非常重要。
更新日期：2023-11-05
中文翻译：
通过纳米移液器中的纳米流体精确合成双金属纳米粒子
双金属纳米颗粒通常表现出优于单组分纳米颗粒的特性。然而，大的参数空间，包括尺寸、结构、组成和空间排列，阻碍了针对给定应用的最佳纳米颗粒的发现。可以控制纳米粒子的组成和空间排列的高通量方法对于加速材料发现是可取的。在此，我们报告了一种合成双金属合金纳米粒子阵列的方法，可精确控制其成分和空间排列。使用双通道纳米移液器，纳米移液器中的纳米流体控制进一步实现了每个元素的电沉积速率的精确调节，这决定了纳米粒子的最终组成。成分控制通过有限元模拟以及电化学和元素分析进行验证。演示的颗粒范围包括 Cu-Ag、Cu-Pt、Au-Pt、Cu-Pb 和 Co-Ni。我们进一步演示了使用铜银合金的表面图案，并精确控制每个像素的位置和成分。此外，将纳米颗粒合金合成方法与扫描电化学细胞显微镜（SECCM）相结合可以快速筛选电催化剂。该方法通常适用于合成可电沉积的金属纳米颗粒，这对于开发自动化合成和筛选系统以加速电催化材料发现非常重要。
京公网安备 11010802027423号