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一种革命性纳米材料展露可能性

[娱乐] 时间:2024-04-29 18:24:52 来源:蓝影头条 作者:热点 点击:126次
中评社北京2月2日电/据解放日报报道,种革展露表界面结构是命性决定纳米材料性能的关键因素。以负载型催化材料为例,纳米金属颗粒与氧化物载体之间形成的材料界面在许多重要反应中起着关键性作用。但如何调控这一活性界面,种革展露是命性当今科学界的一大挑战。金属颗粒在负载过程中与基底形成的纳米界面具有随机性,负载完成以后目前也缺乏有效手段对界面进行“精修”,材料这使得精确调控颗粒与氧化物间的种革展露活性催化界面成了一个“不可能的任务”。  经过近五年的命性研究,浙江大学、纳米中国科学院上海高等研究院和丹麦科技大学的材料研究团队合作,提出并首次实现了纳米材料界面活性位点的种革展露原子级别精准原位调控,这对如何从机制出发自下而上地实现材料、命性器件结构和功能的纳米精准调控与设计有着重要意义。日前,该项研究在线发表于国际权威期刊《科学》。  化“不可能”为“可能”  负载在二氧化钛表面的金颗粒是将一氧化碳转化为二氧化碳的重要催化剂,也是工业催化研究中的常见组合。浙江大学依托其擅长的原位环境电镜开展催化反应实验,通过原子层面的原位表征,首次发现两大现象:一是看到催化反应时金颗粒发生面内(外延)转动(约9.5°),首次通过可视化实验直观证明了活性位点位于界面。二是发现停止通入一氧化碳催化时,金颗粒又神奇地转回到原来的位置。这一催化剂旋转现象,通常被人们认为是不可能发生的现象。  上海高研院理论团队根据实验结果首先大胆猜测诱导颗粒转动的“元凶”是界面吸附的氧,并就此推测进行了一系列的第一性原理及纳米尺度热力学计算。结果显示,界面缺氧状态下的颗粒与二氧化钛载体紧密结合的同时丧失了一定的吸氧能力,转动了一个小的角度之后的颗粒界面则能提供多且好的吸附氧活性位点。为了能更好地与吸附氧相结合,适应高氧环境,颗粒转动由此发生。而在界面氧被活化与一氧化碳反应之后,颗粒又回到了原有位置以便与载体紧密结合。  基于这样的理论认识,科研人员进一步提出了通过改变反应环境(更换气体环境与控制温度)来精确调控界面的设计思路,并最终在原位电镜实验中得以实现。  建设原位理论新模型

(责任编辑:知识)

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