单纳米催化剂生命周期中四维原子演变的追踪
材料科学
2025-09-23 v1
摘要
结构变化由化学反应引起，关键决定了催化性能与机制。然而，对单个双金属纳米催化剂三维 (3D) 原子结构演化的精确跟踪仍富有挑战性。本文发展了四维电化学原子分辨电子断层扫描显微技术，一种直接通过电化学反应跟踪相同纳米颗粒中 3D 原子重排的方法。以 Pd-Pt 双金属纳米颗粒为模型系统，我们捕捉到单个纳米催化剂在电化学循环中的原子演变。我们观察到两种演变阶段：表面重构和原子脱落，这些发现与通过原位电化学电子显微镜探测的电压相关行为得到了验证。我们识别出原子层面的化学短程序，并进一步揭示了不同晶面 orientations 上的各向异性化学分布。这些发现凸显了未来在功能纳米催化剂的合理设计中纳入 3D 时空化学演变的必要性。
引用
@article{arxiv.2509.17438,
title = {Tracking four-dimensional atomic evolutions of single nanocatalysts throughout the life cycles},
author = {Jisheng Xie and Zhiheng Xie and Dijin Jiang and Shiyun Li and Yiheng Dai and Yao Zhang and Mufan Li and Jihan Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17438},
year = {2025}
}
备注
52 pages, 3 main figures, 29 SI figures