美国能源部埃姆斯实验室敏感仪器设施的科学家们在合成金属间纳米颗粒(iNPs)期间，利用畸变校正扫描透射电镜实现了实时的原子重排监测。与爱荷华州立大学化学系副教授、艾姆斯实验室科学家黄文宇合作，研究了由铂锡合金制成的纳米粒子。
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　　这些独特的iNPs在节能燃料转化和生物燃料生产中有着广泛应用，也是黄教授研究小组的重点之一。黄教授说：在这些材料的形成过程中，中间缺失了很多对优化催化性能很有用的信息。
　　博科园：利用先进的显微技术，在高温下跟踪铂、锡等金属原子在形成iNPs过程中的运动，发现了具有独特催化性能的中间相。传统材料合成侧重于反应的开始和结束，对反应的途径了解不多。原子水平上对合金化过程的观察导致了反应路线发现。一旦知道了中间状态，就可以控制对‘停止’的反应。这为预测和控制新材料的发现开辟了一条新途径。研究进一步讨论了相与催化控制：在原子尺度上跟踪金属间纳米粒子的形成。
　　通过有序相的形成，金属间纳米粒子(iNPs)在催化应用方面取得了巨大的成功。然而，对于在控制金属间相和调整其催化性能方面起关键作用的合金化机制的原子水平理解仍然是难以理解的。在本研究中，研究人员使用原位扫描透射电子显微镜，在一个定义明确的纳米反应器中，高温下Pt- sn iNP的生长过程中，发现有序的Pt 3Sn相和PtSn相连续形成。
　　结果表明，Sn表面扩散控制了反应的整体动力学，而独特的相干界面结构决定了PtSn转变。然后进一步控制了Pt-Sn iNPs的相选择，并展示了它们不同的催化行为。研究发现不仅为金属间纳米体系的合金化机理提供了详细的实验证据，而且为iNPs的合成和催化性能的机械控制奠定了基础，其研究成果发表在《化学》上。
　　博科园-科学科普｜研究/来自: 艾姆斯实验室
　　参考期刊文献:《Chem 》
　　DOI: 10.1016/j.chempr.2019.02.026
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