了解纳米颗粒的生长对于延长负载型金属催化剂的寿命至关重要。

在这项研究中，乌得勒支大学Jessi E. S. van der Hoeven，Petra E. de Jongh使用原位气相透射电子显微镜实时观察了在常压(H₂：CO₂=4：1)和相关温度(450 °C)下，数十个负载在碳上的纳米镍粒子在二氧化碳加氢反应中的运动和生长。

文章要点

1）研究人员观察到两种速度相差数量级的粒子运动模式：快速的间歇运动(V_max=0.7 nm S⁻¹)和缓慢的渐变运动(V_average=0.05 nm S⁻¹)。

2）研究人员设想了两种不同的颗粒生长机制：扩散和合并，以及奥斯特瓦尔德成熟。在较小的颗粒间距下，扩散和聚集机制占主导地位，而Ostwald熟化是由颗粒大小的差异驱动的。

3）引人注目的是，研究人员证明了这两种机制之间的相互作用，其中首先发生合并，然后由于颗粒大小的增加而快速Ostwald成熟。

对复杂纳米颗粒生长机制的直接可视化突出了研究反应条件下负载型纳米颗粒系综中纳米颗粒生长的相关性，并有助于从根本上理解负载型金属催化剂中的稳定性。

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Nienke L. Visser, et al, Direct Observation of Ni Nanoparticle Growth in Carbon-Supported Nickel under Carbon Dioxide Hydrogenation Atmosphere, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c03721

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03721