En partikel refererer til den mindste uafhængige og diskrete enhed dannet af kernedannelse og vækst af stoffer i et specifikt reaktionssystem (såsom forbrænding, nedbør, gasfasesyntese osv.), med regelmæssige eller uregelmæssige geometriske former. Det kan forstås som det mest fundamentale individ, der er "medfødt" i processen med materiel dannelse.
Hydroxylgrupper (-OH) kan udvise surhed eller alkalinitet på overfladen af metaloxider i form af protonmodtagelse eller -tilførsel. Ved at justere mængden og fordelingen af hydroxylgrupper kan der opnås præcis kontrol af overfladens surhedsgrad og alkalinitet, hvorved aktiveringsvejen og selektiviteten af katalytiske reaktioner påvirkes.
På umættede metalsteder af metaloxider eller halvlederoxider (såsom Ti4+, Fe3+), adsorberer vandmolekyler først i molekylær form, efterfulgt af O-H-bindingsspaltning, hvilket resulterer i bro- eller terminale hydroxylgrupper (M-OH) og overfladehydrogenatomer. Den termodynamiske drivkraft i denne proces kommer fra den stærke Lewis surhed af metalioner, hvilket gør vandmolekyler nemme at adskille. Både eksperimenter og DFT-beregninger indikerer, at overflader dækket med lavt oxygenindhold har en tendens til at dissociere og adsorbere, mens overflader dækket med højt oxygenindhold har en tendens til at adsorbere molekyler.
Overfladehydroxylteknik refererer til målrettet regulering af antallet, fordeling og kemisk aktivitet af hydroxyl (-OH) grupper på overfladen af materialer gennem fysiske, kemiske eller plasmoniske midler for at opnå præcis justering af overfladeegenskaber. Hydroxylgrupper er de mest almindelige polære funktionelle grupper, der kan danne hydrogenbindinger, koordinationsbindinger eller kovalente bindinger med vand, metalioner, polymerkæder eller biomolekyler, hvilket væsentligt ændrer hydrofilicitet, overfladeenergi, adsorption/katalytisk aktivitet og biokompatibilitet af materialer.
Infrarød spektroskopi: Den ser på, hvor meget lys der er blevet forbrugt. Når et molekyle absorberer lys af en bestemt bølgelængde, ved vi, hvilke funktionelle grupper der er inde i det. Raman-spektroskopi: Den ser på, hvor meget lys der er blevet afbøjet. En laserstråle påføres for at analysere, hvor meget lyset, der er vendt tilbage, har ændret sig, for at bestemme molekylstrukturen.
De grundlæggende karakteriseringsteknikker for katalysatorer er kraftfulde værktøjer til at opnå en dybere forståelse af deres fysiske, kemiske og strukturelle egenskaber. Gennem omfattende anvendelse kan den katalytiske reaktionsmekanisme afsløres, hvilket giver et teoretisk grundlag for design og udvikling af højtydende katalysatorer. Med teknologiens fremskridt fortsætter denne teknologi med at innovere og udvikle sig hen imod højere opløsning, mere nøjagtig kvantificering og bedre simulering af reelle reaktionsbetingelser.
