Selectieve katalyse speelt een sleutelrol in verschillende toepassingen, zoals de chemische industrie en olieraffinage, Vandaar, het ontwikkelen van katalysatoren met een hoge efficiëntie en uitstekende chemoselectiviteit is een onderzoekshotspot geworden. In vergelijking met andere materialen, edele metalen, vooral ultradunne tweedimensionale (2-D) edelmetaal nanomaterialen, hebben enorme onderzoeksinteresse getrokken vanwege hun superieure katalytische activiteit in veel katalytische reacties.

In recente jaren, fase-engineering komt naar voren als een veelbelovend en uitdagend onderzoeksveld in op edelmetalen gebaseerde nanomaterialen. Vooral, als één soort heterofase-nanostructuren - amorfe / kristallijne heterofase-nanostructuren - zijn voorbereid en hebben veelbelovende katalytische prestaties aangetoond. De willekeurige atomaire rangschikking in amorfe fase resulteert in sterk onverzadigde coördinatie en overvloedige actieve plaatsen voor katalytische toepassingen. In aanvulling, de amorfe/kristallijne grensvlakken kunnen ook de katalytische activiteit ten goede komen.

Maar tot nu toe, het is nog steeds een grote uitdaging voor de natchemische synthese van ultradunne 2-D op edelmetaal gebaseerde nanolegeringen met een amorfe/kristallijne heterofase. De thermodynamisch stabiele fasen voor edele metalen zijn dicht opeengepakte kristallijne structuren vanwege de sterke atomaire interactie, dus het is thermodynamisch ongunstig om een ​​amorfe fase te vormen, die willekeurige atomaire rangschikking heeft. In aanvulling, de atomaire isotropie van de amorfe fase maakt het ook erg uitdagend om de 2D-structuur te verkrijgen.

Hierin, De groep van prof. Zhang Hua heeft twee soorten amorfe/kristallijne heterofase PdCu-nanobladen gemaakt, waarvan één amorfe fase-dominant (a-PdCu) ​​en de andere kristallijne fase-dominant (c-PdCu). Aangezien de amorfe fase in metalen de neiging heeft om onder omgevingsomstandigheden om te zetten in een kristallijne fase, het fasetransformatiegedrag van de gesynthetiseerde heterofase PdCu-nanobladen en de heterofase-afhankelijke eigenschappen zijn systematisch bestudeerd. Tijdens het verouderingsproces, de kristalliniteit van a-PdCu nam geleidelijk toe, die gepaard ging met veranderingen in enkele andere fysisch-chemische eigenschappen, waaronder elektronische bindingsenergie en adsorptie van oppervlakteliganden. Bijgevolg, de chemoselectiviteit en katalytische activiteit van de heterofase PdCu nanosheets veranderde ook in de hydrogenering van 4-nitrostyreen.

Het bleek dat in de eerste 2 dagen van het verouderingsproces, de a-PdCu vertoonde een zeer hoge chemoselectiviteit, terwijl de c-PdCu geen chemoselectiviteit vertoonde. Na 3 dagen veroudering, de a-PdCu verloor de chemoselectiviteit, maar zijn katalytische activiteit nam geleidelijk toe, terwijl de katalytische activiteit van c-PdCu geleidelijk afnam en uiteindelijk lager werd dan die van a-PdCu na 14 dagen veroudering. Dit werk demonstreert de intrigerende eigenschappen van heterofase nanostructuren, een nieuw platform bieden voor toekomstige studies over de regulering van functionaliteiten en toepassingen van nanomaterialen door fase-engineering.