原子探査機トモグラフィによるサポートされた触媒における個々のバイメタルナノ粒子の構造と組成の解明
Florian Zand1, Suzanne J T Hangx2, Christopher J Spiers2
1Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Institute for Sustainable and Circular Chemistry and Debye Institute for Nanomaterials Science, Utrecht University, 3584 CG Utrecht, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|July 25, 2023
まとめ
原子探査用トモグラフィー (APT) では 毛細な触媒を分析しています 新しい樹脂浸漬法により,工業用触媒のナノ粒子の構造と組成を詳細に3D画像化できます.
科学分野:
- 材料科学
- キャタリシス
- ナノテクノロジー
背景:
- ナノ粒子の構造と組成を制御することは サポートされた金属触媒の改善の鍵です
- 原子探査用トモグラフィー (APT) は高解像度3D化学画像を提供しているが,試料の脆弱性のため,メソポラス酸化物サポートの触媒には適用されていない.
- 現存する課題は,工業用触媒材料におけるナノ粒子特性の詳細な分析を制限しています.
研究 の 目的:
- 原子探査用トモグラフィー (APT) をメソポラス酸化物による金属触媒の分析に適応させる.
- 毛細な材料のAPT分析におけるサンプル破裂問題を克服する方法を開発する.
- CO2の水素化のためのPd-Ni触媒におけるナノ粒子のサイズ,組成,分布を特徴づける.
主な方法:
- 高圧樹脂浸漬戦略を開発し,メソポラスな触媒サンプルを安定させました.
- 浸潤後のPd-Niベースの触媒材料を分析するための応用原子探査トモグラフィー (APT).
- 3 × 10 ^ 5 nm ^ 3 の復元された体積内のナノ粒子特性を定量的に評価する.
主要な成果:
- 非常に多孔性の高いPd-Ni触媒材料にAPTを成功裏に適用しました.
- 大きさが2.6±1.6 nm,組成が異なっていた400以上のPd-Niクラスターが確認された (0−16%Pd).
- 主にナノ粒子の間の金属分離を観察し,分離機構の洞察を提供した.
結論:
- APTは,新しい浸漬戦略により,ナノ粒子のサイズ,組成,および産業用触媒の分布を数値的に評価することができます.
- 方法論は,サポートされた触媒における金属分離機構の調査を可能にします.
- このアプローチにより,APTの適用範囲は,固体触媒を含む多孔性機能ナノマテリアルに拡大されます.
