石墨烯液體電池的雙金屬核殼納米管各向異性溶解動力學成像

2020-08-05 小材科研

在過去的十年中，原位液相透射電子顯微鏡已經成為一種強有力的工具，用於觀察以前看不見的和難以接近的動力學，這些動力學在相關的長度和時間尺度上都有納米晶體生長，溶解和自組裝。人們已經可以從多金屬納米晶體的受控刻蝕或脫合金來合成具有難以通過自下而上合成方法獲得的形狀和組成的非平衡納米結構，但用這種方法很難探測短壽命的中間體。最近，一些研究報導了通過使用原位液體TEM技術對各個單金屬納米顆粒上的溶出事件進行成像。然而，多金屬納米晶體的反應途徑和溶解動力學仍然很大程度上是未知的。

石墨烯液體電池的雙金屬核殼納米管各向異性溶解動力學成像

近日，蘇州大學納米科學技術學院張橋教授與印第安納伯明頓分校的Xingchen Ye教授、埃爾朗根-紐倫堡大學的Michael Engel教授等人合作，以「Imaging the kinetics of anisotropic dissolution of bimetallic core–shell nanocubes using graphene liquid cell」為題，在《Nature Communications》上發表論文。

石墨烯液體電池的雙金屬核殼納米管各向異性溶解動力學成像

作者發現，使用由不同金屬組成的明確結構的核殼納米立方體，能夠揭示由石墨烯窗口引起的各向異性反應環境。在適當考慮外在各向異性之後的動力學分析表明，在Pd@Au核殼納米立方體的溶解過程中，刻蝕從主要是邊緣選擇性轉變為逐層去除Au原子。當刻蝕劑到達Pd核時，由於Pd-Au體積比的不同，觀察到Au殼的不加速或明顯減慢的刻蝕。通過把當前蒙特卡羅模擬中未包括的陰極保護機制考慮進去，這些結果就更加合理化。此外，實時GLC透射電鏡成像揭示了合成成分和結構複雜的納米結構庫的反應途徑，包括雙金屬多腳體、節段納米棒、納米盒和納米籠，可通過核殼納米立方體的受控刻蝕獲得。理解和刻意控制液體電鏡樣品池內的三維物理化學環境對於從可轉換為電子顯微鏡外實驗的原位TEM觀察獲得的理解至關重要。

張橋教授課題組的博士研究生陳磊，是該文的第一作者。

來源：蘇州大學

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16645-3

張橋教授課題組連結：

http://web.suda.edu.cn/qiaozhang/

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