【解读】Angew：原位透射电镜研究多相催化中的强金属载体相互作用

科学温故社 · 公众号 · · 2024-08-10 21:59

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▲共同第一作者：代杰、孙逸飞

共同通讯作者：王荣明、段嗣斌

通讯单位：北京科技大学

论文DOI：10.1002/anie.202409673 （点击文末「阅读原文」，直达链接）

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本论文综述了原位透射电子显微镜（ in-situ TEM）在研究多相催化中强金属-载体相互作用（SMSI）中的应用。文章系统介绍了利用 in-situ TEM 技术研究SMSI的最新进展，包括形成动力学、催化反应过程中的结构演变以及调控方法，并讨论了 in-situ TEM技术在SMSI研究中的优势和未来发展方向。

背景介绍

负载型催化剂广泛应用于多相催化过程，在石油化工、制药、环境保护、新能源等领域中起着至关重要的作用。通过构建SMSI，可以精确调节载体和金属物种的化学吸附特性、界面原子构型和电子结构，从而提高催化活性和选择性。因此，理解SMSI的形成机制及其在化学反应中结构演变的动态信息，对于指导多相催化剂的结构设计和性能优化具有重要意义。

原位透射电子显微镜（ in-situ TEM）在研究工况下材料的动态结构信息方面具有独特优势。通过与球差校正技术、高速记录相机、电子能量损失谱和原位质谱技术相结合，研究人员可以在原子空间分辨率、毫秒时间分辨率和亚电子伏特能量分辨率下，动态观察催化剂的结构演变。因此， in-situ TEM对于深入理解SMSI的微观机制至为重要，为设计和优化高效催化剂提供了宝贵的见解。

本文亮点

团队系统梳理了SMSI的关键研究历程（图一）和基本概念，并简要讨论其主要特征（图二）。在此基础上，简要概述了 in-situ TEM技术的发展史，着重介绍了用于SMSI研究的原位表征方法（图三）。团队进一步探究了利用 in-situ TEM研究SMSI的动态构建过程及其形成机制，聚焦于表面/界面原子构型和电荷转移的动态演化。在原子尺度上，分析了SMSI引起的结构变化，探讨了动态结构演变与催化性能之间的关系，并对 in-situ TEM在SMSI研究中的未来发展方向进行了展望。

图文解析

图一: SMSI领域的重要发现历程

图二: SMSI的典型特征

【解读】Angew：原位透射电镜研究多相催化中的强金属载体相互作用

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