La catalisi selettiva gioca un ruolo chiave in varie applicazioni, come l'industria chimica e la raffinazione del petrolio, quindi, lo sviluppo di catalizzatori ad alta efficienza ed eccellente chemioselettività è diventato un punto di riferimento per la ricerca. Rispetto ad altri materiali, metalli nobili, soprattutto nanomateriali di metalli nobili bidimensionali ultrasottili (2-D), hanno attirato un enorme interesse di ricerca a causa della loro attività catalitica superiore in molte reazioni catalitiche.

Negli ultimi anni, l'ingegneria di fase sta emergendo come un campo di ricerca promettente e stimolante nei nanomateriali a base di metalli nobili. In particolare, come un tipo di nanostrutture eterofase - nanostrutture eterofase amorfe/cristalline - sono state preparate e hanno dimostrato prestazioni catalitiche promettenti. La disposizione atomica casuale in fase amorfa si traduce in una coordinazione altamente insatura e in abbondanti siti attivi per applicazioni catalitiche. Inoltre, le interfacce amorfa/cristallina possono anche giovare all'attività catalitica.

Tuttavia finora, è ancora molto impegnativo per la sintesi chimica umida di nanoleghe ultrasottili 2-D a base di metalli nobili con eterofase amorfa/cristallina. Le fasi termodinamicamente stabili per i metalli nobili sono strutture cristalline ravvicinate a causa della forte interazione atomica, quindi è termodinamicamente sfavorevole formare una fase amorfa, che ha disposizione atomica casuale. Inoltre, l'isotropia atomica della fase amorfa rende anche molto difficile ottenere la struttura 2-D.

qui, Il gruppo del Prof Zhang Hua ha preparato due tipi di nanosheet di PdCu eterofase amorfo/cristallino, di cui una dominante di fase amorfa (a-PdCu) ​​e l'altra dominante di fase cristallina (c-PdCu). Poiché la fase amorfa nei metalli tende a trasformarsi in fase cristallina in condizioni ambientali, il comportamento di trasformazione di fase dei nanosheet di PdCu eterofase sintetizzati e le proprietà dipendenti dall'eterofase sono stati studiati sistematicamente. Durante il processo di invecchiamento, la cristallinità di a-PdCu è aumentata gradualmente, che è stato accompagnato da cambiamenti in alcune altre proprietà fisico-chimiche, compresa l'energia di legame elettronico e l'adsorbimento del ligando superficiale. Di conseguenza, la chemioselettività e l'attività catalitica dei nanosheet di PdCu eterofase sono cambiate anche nell'idrogenazione del 4-nitrostirene.

Si è riscontrato che nei primi 2 giorni del processo di invecchiamento, l'a-PdCu ha mostrato una chemioselettività molto elevata, mentre il c-PdCu non ha mostrato chemioselettività. Dopo 3 giorni di invecchiamento, l'a-PdCu ha perso la chemioselettività, ma la sua attività catalitica aumentò gradualmente, mentre l'attività catalitica di c-PdCu è diminuita gradualmente e alla fine è diventata inferiore a quella dell'a-PdCu dopo un invecchiamento di 14 giorni. Questo lavoro dimostra le proprietà intriganti delle nanostrutture eterofase, fornendo una nuova piattaforma per studi futuri sulla regolazione delle funzionalità e delle applicazioni dei nanomateriali mediante l'ingegneria di fase.