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氧化铈纳米晶的形貌催化效应
- 2019-07-30 -

  纳米催化剂的形态效应实质上是不同晶面对催化反应的影响。以氧化铈为例,氧化铈纳米棒暴露110和100平面,立方体主要暴露100平面,八面体主要暴露111平面。

  1、红外光谱法检测CEO纳米晶体的形态效应

  因此,基于晶体学信息,人们找到了一种控制催化剂纳米晶表面原子结构的方法——通过改变催化剂晶体的形态,控制晶体暴露。在这方面,已有大量的研究报道,如在-77℃下CO3O4纳米棒具有良好的共氧化性能。

  2、纳米CEO晶体的形态催化效应

  铈是一种萤石晶体,具有111、110和111平面的能量比较低。

  通过在100表面的实验合成了不同形貌的氧化铈纳米晶体。暴露具有不同晶体表面的氧化铈纳米晶体,并通过纳米棒暴露110和100表面。立方体主要是100面,而八面体主要暴露于111_面。共反应活性的对应顺序为纳米棒>纳米立方>八面体,这也被认为是由于不同晶面上的氧空位形成的。

  3、红外光谱法检测CEO纳米晶体的形态效应

  不同晶面具有不同形貌、共氧化活性和TOF值的氧化铈的电子显微镜。

  4、纳米晶体的实际原子曝光

  对于金属来说,用晶体形态确定表面原子排列结构可能不是一个大问题。然而,对于氧化物,由于金属离子和氧离子的排列,不同的金属/氧原子排列会导致不同的晶面极性、氧空位的稳定性和形成能。氧化物表面活性高、晶体表面暴露稳定性低、表面原子在预处理或反应过程中容易发生结构变化,导致氧化物形貌效应-表面重构的新复杂性。

  为了确定纳米晶体的真实表面是否发生表面重构,需要适当的研究方法。其中,广泛应用的高分辨率电子显微镜技术在纳米晶体结构分析方面达到了惊人的水平。然而,确定表面的原子排列仍然有一定的限制。

  基于探针分子的红外技术提供了一种更好的表征方法。与电子显微镜相比,红外探测表面更全面,可直接获得反应物分子的吸附信息。


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