氧气诱导的纳米颗粒成熟的直接观测通过现场TEM研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 催化剂是一种催化剂.
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 纳米粒子对于汽车废气减排催化剂至关重要.
• 了解纳米粒子烧结对于催化剂的寿命和效率至关重要.
• 无形氧化 (Al(2) O(3)) 作为研究纳米粒子行为的模型支持.

研究的目的:

• 为了阐明 (Pt) 纳米颗粒在无形Al(2) O(3) 基体上的烧结机制.
• 在热处理过程中研究纳米粒子尺寸分布的演变.
• 将实验观测与烧结的理论模型进行比较.

主要方法:

• 现场传输电子显微镜 (TEM) 用于监测模型催化剂.
• 实验是在650摄氏度的10 mbar空气中进行的.
• 进行了纳米粒子组合的统计分析和时间分辨率成像.

主要成果:

• 奥斯瓦尔德成熟被确定为Pt纳米粒子烧结的主要机制.
• 粒子大小分布从高斯分布过渡到日志常态分布,最后到Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW) 分布.
• 一个平均场运动模型描述了整体趋势,但注意到了对单个纳米粒子的局部环境影响.

结论:

• 在研究条件下,奥斯瓦尔德成熟控制了在Al(2) O(3) 上的Pt纳米粒子烧结.
• 观察到的大小分布的演变与已建立的烧结理论一致.
• 局部支持相互作用可以影响原子交换,并偏离理想化的烧结模型.