理解胶体纳米材料中的碱金属污染以解锁晶界杂质工程
材料科学
2021-11-05 v2
摘要
金属纳米气凝胶结合了大的表面积、高的结构稳定性以及对多种化学反应的高催化活性。此类纳米结构的性能由其组分的原子级分布所支撑。然而，监测其亚纳米尺度结构与成分以指导性能优化仍然极具挑战。在此，我们从 K2PdCl4 前驱体出发，在蒸馏水中使用两种不同浓度的 NaBH4 还原剂合成了 Pd 纳米气凝胶。原子探针层析揭示该气凝胶为多晶，且杂质（Na、K）从溶液中整合进入晶界。第一性原理计算表明，这些杂质优先结合到 Pd 金属表面，并最终在合成过程中颗粒聚结形成晶界时被发现于晶界处，其中 Na 原子与周围溶液热力学平衡，而 K 原子保留在生长中的晶粒之间。若加以控制，杂质整合即晶界修饰，可能为设计新型纳米气凝胶提供机遇。
引用
@article{arxiv.2106.06342,
title = {Understanding alkali contamination in colloidal nanomaterials to unlock grain boundary impurity engineering},
author = {Se-Ho Kim and Su-Hyun Yoo and Poulami Chakraborty and Jiwon Jeong and Joohyun Lim and Ayman A. El-Zoka and Xuyang Zhou and Leigh T. Stephenson and Tilmann Hickel and Jörg Neugebauer and Christina Scheu and Mira Todorova and Baptiste Gault},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06342},
year = {2021}
}