利用 Bragg 相干衍射成像探究非吸附电解质中 Ag 纳米颗粒的稳定性极限与表面化学
材料科学
2016-10-12 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
表面化学在腐蚀和纳米结构合成等多个领域中都很重要。不幸的是，许多合成的纳米材料，包括用于燃料电池的部分脱合金纳米颗粒催化剂，尽管具有高活性表面，但在其反应环境中并不稳定，从而阻碍了广泛应用。因此，通过关注纳米尺度下的结构-稳定性及缺陷-稳定性关系来理解不稳定性至关重要，并可能在应对重大挑战中发挥重要作用。为此，近期在成像纳米结构稳定性方面的进展来自电子、X 射线以及原子力显微镜等其他技术，但往往局限于特定的样品环境和/或二维图像。在此，我们报告了利用 Bragg 相干衍射成像（BCDI）对银纳米颗粒在电压诱导电化学溶解过程中的缺陷-稳定性关系进行原位三维（3D）细节成像的研究。我们首先通过固定探针旋转圆盘电极（SPRDE）结合电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）确定了平均溶解动力学，该方法允许实时原位测量 Ag+ 离子的形成及相应的电化学电流。然后，我们用 BCDI 在单个纳米晶体中三维观察溶解和再沉积过程，为表面应变、缺陷的作用及其与溶解化学的耦合提供了独特的见解。所开发的方法和获得的知识远超“简单”的银电化学范畴，适用于所有电催化反应，其中活性与稳定性之间的功能联系由结构和缺陷动力学控制。
引用
@article{arxiv.1610.03313,
title = {Stability Limits and Surface Chemistry of Ag Nanoparticles in Non-Adsorbing Electrolytes Probed by Bragg Coherent Diffractive Imaging},
author = {Y. Liu and P. P. Lopes and W. Cha and R. Harder and J. Maser and E. Maxey and M. J. Highland and N. Markovic and S. Hruszkewycz and G. B. Stephenson and H. You and A. Ulvestad},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.03313},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 5 figures