纳米晶体表面和金属界面的原子结构都会影响催化性能,从而控制电化学反应的效率。新加坡A*STAR的Zainul Aabdin和Wen-Ya Wu报道了Ag/Pt和Ag/Pd核/壳纳米晶体的合成,并深入了解了经过氧等离子体处理时这些双金属核/壳纳米粒子的形成机制。
本文要点
(1)研究精心设计了决定结构和成分演变的氧化处理。由于加速氧化触发的Ag向外部金属壳的扩散导致Kirkendall效应,因此经过长时间的氧等离子体处理后,大多数核/壳纳米晶体演变成空心球。同时,金属的一小部分保持不变,因此可形成具有良好保护的Ag核和单晶Pt或Pd壳。
(2)研究认为氧气等离子体扰乱了Pt或Pd壳表面,并引入了活性O物种,这些物种从内到外与扩散的Ag反应。基于EDX元素图谱,结合几种电子显微镜技术,研究推断出了空心结构的形成机制如下:(I)Ag在Pt或Pd晶格中的氧化导致Pt或Pd的晶格破裂;(II) 纳米通道出现在Pt或Pd壳上的缺陷位置处;(III) 剩余的Ag原子穿过这些纳米通道并留下中空晶体。
(3)该研究发现加深了对氧化环境下双金属纳米结构催化剂界面动力学的理解,并阐释了催化剂预处理的替代方法。
Wen-Ya Wu, et al. Oxygen Plasma Induced Nanochannels for Creating Bimetallic Hollow Nanocrystals. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c06148
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c06148