乔治亚理工学院夏幼南和威斯康星大学麦迪逊分校Manos Mavrikakis首次报道了,当使用具有适当形状和尺寸组合的颗粒时,Pd纳米晶体可以通过“单相途径”吸收氢元素。
本文要点
(1)具体而言,当尺寸为7和12nm的Pd二十面体纳米晶体暴露于H原子时,H饱和孪晶边界可以将每个颗粒划分为20个较小的单晶单元,从而抑制相边界的形成。
(2)因此,H原子的吸收主要由单相途径控制,并且可以很容易地获得任何x在0−0.7范围内的PdHx。特别是,当切换到Pd八面体纳米晶体时,仅在尺寸为7nm的颗粒中观察到单相路径。
(3)研究还确定了,如果由于晶格间距的增加而在纳米晶体中存在拉伸应变,则H吸收动力学将加速。除了独特的H吸收行为外,因为在拉伸应变下Pd晶格中H原子的化学势降低,PdHx(x=0–0.7)二十面体纳米晶体对甲酸氧化表现出显著的热稳定性和催化稳定性。
Siyu Zhou, et al. Fast and Non-equilibrium Uptake of Hydrogen by Pd Icosahedral Nanocrystals. Angew. 2023
DOI:10.1002/anie.202306906
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202306906