团簇包覆能否抑制烧结？Fe$_3$O$_4$(001) 上尺寸选择 Pt 团簇通过 SMSI 的稳定化
材料科学
2023-01-27 v1
摘要
负载金属纳米颗粒的亚稳性因其在高温下倾向于烧结而限制了它们在多相催化中的应用。在可还原氧化物载体上克服这些热力学极限的一种策略是通过强金属-载体相互作用（SMSI）实现包覆。虽然退火诱导的包覆在扩展纳米颗粒中已被充分研究，但同样的机制是否适用于亚纳米团簇仍属未知，其中伴随的烧结与合金化可能起重要作用。在本文中，我们探究了沉积在 FeO(001) 上的尺寸选择 Pt、Pt 和 Pt 团簇的包覆与稳定性。采用程序升温脱附（TPD）、X 射线光电子能谱（XPS）和扫描隧道显微镜（STM）的多模态方法，我们证明 SMSI 确实导致形成包覆团簇的缺陷性、类 FeO 团聚体。通过逐步退火至 1023 K，我们观察到包覆、团簇聚并与奥斯特瓦尔德熟化的相继发生，最终形成方形结晶 Pt 颗粒，与初始团簇尺寸无关。相应的烧结起始温度随团簇足迹即尺寸而缩放。值得注意的是，虽然小的包覆团簇仍可作为整体扩散，但原子脱离因而奥斯特瓦尔德熟化被成功抑制至 823 K，即高于指示热力学稳定性极限的 Hüttig 温度 200 K。
引用
@article{arxiv.2301.10845,
title = {Does cluster encapsulation inhibit sintering? Stabilization of size-selected Pt clusters on Fe$_3$O$_4$(001) by SMSI},
author = {Sebastian Kaiser and Johanna Plansky and Matthias Krinninger and Andrey Shavorskiy and Suyun Zhu and Ueli Heiz and Friedrich Esch and Barbara A. J. Lechner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10845},
year = {2023}
}