Struttura geometrica ed elettronica di Au-TiO 2 interfaccia sotto CO/O 2 (UN, C, E) e O 2 ambiente (B, D, F). Attestazione:GAO Yi
Un team di ricerca congiunto internazionale dell'Istituto di ricerca avanzata di Shanghai dell'Accademia cinese delle scienze, insieme alla Zhejiang University e alla Technical University of Denmark, hanno riportato una strategia in situ per manipolare la struttura interfacciale con precisione atomica durante le reazioni catalitiche. I risultati sono stati pubblicati nell'ultimo numero di Scienza .
L'interfaccia tra nanoparticelle e substrati svolge un ruolo critico nella catalisi eterogenea perché la maggior parte dei siti attivi si trova al perimetro dell'interfaccia. Si ritiene generalmente che questa interfaccia sia immobile e immutabile, e quindi difficilmente può essere regolato in ambienti reattivi. Di conseguenza, è stato difficile promuovere l'attività catalitica attraverso un controllo preciso della struttura interfacciale.
In questo studio, gli scienziati hanno utilizzato per la prima volta la microscopia elettronica a trasmissione ambientale per visualizzare direttamente la rotazione epitassiale delle nanoparticelle d'oro sul biossido di titanio (TiO 2 ) superfici durante l'ossidazione della CO a livello atomico. È stata osservata una perfetta relazione epitassiale tra le nanoparticelle di Au e TiO 2 (001) superfici sotto un O 2 ambiente in tempo reale.
Sono stati quindi eseguiti calcoli teorici, compresi i calcoli della teoria del funzionale della densità e l'analisi termodinamica, indicando che l'orientamento epitassiale potrebbe essere indotto modificando O 2 copertura di adsorbimento all'interfaccia perimetrale. La nanoparticella di Au era più stabile con l'assorbimento di più O 2 molecole all'Au-TiO 2 interfaccia, ma diventa meno stabile con il consumo di O 2 con CO.
Manipolazione dell'Au-TiO 2 interfaccia che utilizza il controllo della temperatura e del gas. Attestazione:GAO Yi
Sfruttare l'attività promossa di Au-TiO 2 interfaccia, i ricercatori hanno condotto ulteriori osservazioni dall'alto e hanno scoperto che questa configurazione è rimasta invariata durante il raffreddamento da 500 °C a 20 °C in CO e O 2 ambienti reattivi, mostra che la rotazione della nanoparticella di Au era anche dipendente dalla temperatura in condizioni di reazione.
Sfruttando la rotazione reversibile e controllabile della nanoparticella di Au, gli scienziati hanno ottenuto la manipolazione in situ dell'Au-TiO . attivo 2 interfaccia a livello atomico cambiando gas e temperatura.
Questo studio fa luce sulla manipolazione in tempo reale della struttura dell'interfaccia catalitica in condizioni di reazione su scala atomica, che possono ispirare approcci futuri alla progettazione in tempo reale dell'interfaccia catalitica in condizioni operative.
