Em locais metálicos insaturados de óxidos metálicos ou óxidos semicondutores (como Ti4+, Fe3+), as moléculas de água primeiro são adsorvidas na forma molecular, seguida pela clivagem da ligação O-H, resultando em pontes ou grupos hidroxila terminais (M-OH) e átomos de hidrogênio na superfície. A força motriz termodinâmica deste processo vem da forte acidez de Lewis dos íons metálicos, tornando as moléculas de água fáceis de dissociar. Tanto os experimentos quanto os cálculos DFT indicam que as superfícies cobertas com baixo teor de oxigênio tendem a dissociar e adsorver, enquanto as superfícies cobertas com alto teor de oxigênio tendem a adsorver moléculas.
A engenharia de hidroxila de superfície refere-se à regulação direcionada do número, distribuição e atividade química de grupos hidroxila (- OH) na superfície dos materiais por meios físicos, químicos ou plasmônicos, a fim de obter um ajuste preciso das propriedades da superfície. Os grupos hidroxila são os grupos funcionais polares mais comuns que podem formar ligações de hidrogênio, ligações de coordenação ou ligações covalentes com água, íons metálicos, cadeias poliméricas ou biomoléculas, alterando significativamente a hidrofilicidade, energia superficial, atividade de adsorção/catalítica e biocompatibilidade dos materiais.
Como pesquisador com mais de duas décadas de experiência em ciência de materiais, vi em primeira mão os desafios que surgem com a síntese de suspensões de nanopartículas de óxido metálico consistentes e de alta qualidade. A luta é real – a aglomeração, onde essas partículas minúsculas e poderosas se unem, pode arruinar as próprias propriedades que trabalhamos tanto para alcançar.
Espectroscopia infravermelha: verifica quanta luz foi consumida. Quando uma molécula absorve luz de um comprimento de onda específico, sabemos quais grupos funcionais estão dentro dela. Espectroscopia Raman: verifica quanta luz foi desviada. Um feixe de laser é aplicado para analisar o quanto a luz refletida mudou, a fim de determinar a estrutura molecular.
As técnicas básicas de caracterização de catalisadores são ferramentas poderosas para obter uma compreensão mais profunda de suas propriedades físicas, químicas e estruturais. Através de uma aplicação abrangente, o mecanismo de reação catalítica pode ser revelado, fornecendo uma base teórica para o projeto e desenvolvimento de catalisadores de alto desempenho. Com o avanço da tecnologia, esta tecnologia continua a inovar e a se desenvolver em direção a maior resolução, quantificação mais precisa e melhor simulação de condições reais de reação.
O papel do pó de nanosílica no cimento reflete-se principalmente na melhoria das propriedades do material, na melhoria da estabilidade estrutural e no aumento da durabilidade.
