science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

De atomaire paden volgen door in-situ vloeibare cel TEM

(een, e) Time-lapse-sequentie van TEM-afbeeldingen die het kiemgroeiproces van enkellaags Ni (OH) 2 in de Pt3Ni-Ni (OH) 2-kern-schaalstructuur tonen die uit de film is geëxtraheerd. (B, f) Schematische illustraties van het groeiproces van Ni(OH)2 enkellaags in (a, e). De bijbehorende statistieken van de lengte van de groeilaag in (a, e) als functie van de tijd (c, G), en statistieken van de groeisnelheid in (a, e) als functie van de tijd (d, H), respectievelijk. Krediet:©Science China Press

Onlangs, platina-bevattende kern-schaalstructuren met afstembare magnetische en katalytische eigenschappen hebben intensieve aandacht getrokken en boden een breed scala aan toepassingen. Daten, hun syntheseroutes zijn meestal gebaseerd op galvanische vervanging, co-reductie, thermische ontleding en zaadgemedieerde methode. Maar de gedetailleerde vormingsmechanismen van kern-schaalstructuren in oplossing, vooral, op het gas-vloeistof-interface zijn nog steeds niet helemaal duidelijk, wat meestal wordt bereikt op basis van post-reactiestudies of ex situ-karakteriseringen. In dit verband, het is de moeite waard maar nog steeds erg uitdagend om de gecompliceerde en delicate dynamische processen direct te visualiseren.

Technische voordelen van in-situ vloeibare elektronenmicroscopie (TEM) stellen ons in staat om het groeitraject van puur metalen nanodeeltjes in vloeibare media te volgen, inclusief kiemvorming, nanostaaf zelfmontage, en elektrochemische depositie. Vergeleken met pure metalen nanokristallen, het groeipad voor legering en zijn oxidekern-schaalstructuren is gecompliceerder. Het is opmerkelijk dat er weinig bekend is over de atomaire groeiroute van op Pt gebaseerde oxide kern-schaalstructuren en structurele stabiliteit in oplossing, vooral, op het gas-vloeistof grensvlak. Door het ontbreken van directe observatiemethoden met een hoge ruimtelijke resolutie, sommige tussenliggende toestanden kunnen gemakkelijk worden gemist.

Hierin, De groep van Honggang Liao observeerde voor het eerst de atomaire groeiwijze van Pt 3 Ni-Ni(OH .) )2 kern-schaalstructuur op de gas-vloeistof-interface met behulp van in-situ vloeibare cel TEM. Experimentresultaten onthulden de onderliggende groei- en transformatiemechanismen van de Pt 3 Ni-Ni(OH) 2 kern-schilstructuur door systematisch de Ni:Pt-verhouding in de voorloperoplossing te veranderen en de dosissnelheid van de elektronenstraal af te stemmen. Kernvragen met betrekking tot het groeimechanisme voor enkel- en meerlaags Ni(OH) 2 vlokken werden aangepakt. Verwacht wordt dat dit werk atomaire inzichten kan verschaffen over het rationele ontwerp van metaal-2-D kern-schaalstructuren voor mogelijke brede toepassingen.