面向 CeO$_2$ 纳米颗粒的表面羟基物种
化学物理
2020-10-19 v1
摘要
理解功能纳米材料的复杂化学具有根本重要性。原子尺度上的可控合成与表征对于深入认识许多纳米材料所展现的独特化学反应性至关重要。氧化铈纳米颗粒具有许多工业和商业应用，源于极强的催化、促氧化与抗氧化活性。然而，活性物种的身份以及纳米氧化铈所赋予的化学机制仍不明确，阻碍了新应用的进一步发展。在此，我们探究不同尺寸氧化铈纳米颗粒在不同温度下的行为，并通过最先进的软 X 射线与硬 X 射线实验结合计算方法追踪电子结构变化。我们确认在 CeO2 纳米颗粒表面不存在 Ce(III) 氧化态，即便对小至 2 nm 的颗粒亦然。在 Ce L3 与 M5 边的同步辐射 X 射线吸收实验，结合 X 射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、小角 X 射线散射（SAXS）以及理论计算表明：除纳米氧化铈的电荷稳定性外，表面羟基的形成深刻影响着这些纳米材料的化学性能。
引用
@article{arxiv.2010.08206,
title = {Towards the surface hydroxyl species in CeO$_2$ nanoparticles},
author = {Tatiana V Plakhova and Anna Yu Romanchuk and Sergei M Butorin and Anastasia D Konyukhova and Alexander V Egorov and Andrey A Shiryaev and Alexander E Baranchikov and Pavel V Dorovatovskii and Thomas Huthwelker and Evgeny Gerber and Stephen Bauters and Madina M Sozarukova and Andreas C Scheinost and Vladimir K Ivanov and Stepan N Kalmykov and Kristina O Kvashnina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.08206},
year = {2020}
}
备注
T. Plakhova et al, Nanoscale (2019)