小的,溶解的纳米晶体由一个有序的核心组成,被移动的表面原子所包围
Henry Wietfeldt1, Rubén Meana-Pañeda1, Chiara Machello2
1Center for Structural Biology, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, Frederick, MD, 21702, USA.
Communications chemistry
|January 3, 2024
概括
石墨烯液细胞传导电子显微镜揭示了纳米颗粒在溶液中的动态结构. 了解这些移动表面原子是它们催化功能的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 溶液中纳米粒子的原子尺度3D结构信息对于理解它们的化学行为至关重要.
- (Pt) 纳米粒子 (NP) 是重要的催化剂,但它们的现场结构动力学研究仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 用先进的电子显微镜来确定小体Pt NP的现场结构.
- 分析电子辐射对Pt NP结构和稳定性的影响.
- 为了将结构动力学与Pt NPs的催化功能相关联.
主要方法:
- 利用石墨烯液细胞传导电子显微镜 (GLCTEM) 进行溶液中 Pt NPs 的原子分辨率成像.
- 从电子显微镜数据进行了3D重建,累计剂量为8500和17000电子/像素.
- 在电子辐射下量化原子密度损失和原子位移.
主要成果:
- 分析了8个原子分辨率图的3nm合PtNP,揭示了带有移动表面原子的晶核.
- 在5个结构中观察到最小的原子损失 (<5%),在3个结构中由于溶解或连锁损伤而出现较高的损失 (10-16%).
- 在所有结构中,即使增加了电子辐射,也发现了不到5%的原子位移.
结论:
- Pt NP结构由稳定的核心和动态表面组成,对于它们的催化活性至关重要.
- 表面原子的移动性显著影响了Pt NPs的催化性能.
- Pt NP函数的计算模型必须结合这些观察到的表面动态.
