Sporing af atombanerne ved in-situ flydende celle TEM

For nylig, platinholdige kerne-skal strukturer med justerbare magnetiske og katalytiske egenskaber har tiltrukket sig intensiv opmærksomhed og tilbudt en bred vifte af applikationer. Til dato, deres syntetiske ruter er for det meste baseret på galvanisk udskiftning, co-reduktion, termisk nedbrydning og frømedieret metode. Men de detaljerede dannelsesmekanismer af kerne-skal strukturer i opløsning, især, ved gas-væske-grænsefladen er stadig ikke helt klare, som for det meste opnås baseret på postreaktionsundersøgelser eller ex situ -karakteriseringer. I denne henseende det er umagen værd, men stadig meget udfordrende, direkte at visualisere de komplicerede og delikate dynamiske processer.

Tekniske fordele ved in-situ flydende elektronmikroskopi (TEM) giver os mulighed for at overvåge vækstbanen for rene metalnanopartikler i flydende medier, herunder kimdannelsesvækst, nanorod selvsamling, og elektrokemisk aflejring. Sammenlignet med rene metal nanokrystaller, vækstvejen for legering og dens oxidkerne-skalstrukturer er mere kompliceret. Det er bemærkelsesværdigt, at der kun vides lidt om atomvækstvejen for Pt-baserede oxid-kerneskalstrukturer og strukturel stabilitet i opløsning, især, ved gas-væske-grænsefladen. På grund af manglen på direkte observationsmetoder med høj rumlig opløsning, nogle mellemliggende tilstande kan let overses.

Heri, Honggang Liaos gruppe observerede først den atomare vækst måde Pt ₃ Ni-Ni (OH ₎₂ core-shell struktur ved gas-væske-grænsefladen ved hjælp af in situ flydende celle TEM. Eksperimentresultater afslørede de underliggende vækst- og transformationsmekanismer for Pt ₃ Ni-Ni (OH) ₂ kerne-skal struktur ved systematisk at ændre Ni:Pt-forholdet i precursoropløsningen og tuning af elektronstråledoseringshastigheden. Nøglespørgsmål vedrørende vækstmekanismen for enkelt- og flerlags Ni(OH) ₂ flager blev behandlet. Det forventes, at dette arbejde kan give atomisk indsigt i den rationelle udformning af metal-2-D-kerneskalstrukturer til potentielle anvendelser i vidt omfang.