新加坡国立大学 图(左)显示了在一氧化碳氧化反应过程中，用操作透射电子显微镜捕获钯纳米粒子可逆转变的装置
这些转变决定了纳米粒子的催化活性
(右)不同温度条件下钯纳米粒子的透射电镜图像
信用:自然交流 新加坡国立大学的科学家对一氧化碳氧化过程中贵金属催化剂的结构变化进行了成像，显示催化剂根据温度在非活性和活性状态之间切换
大量的研究工作致力于开发具有更高性能的催化剂，因为它们可以降低维持化学反应的能量成本
然而，由于缺乏对这些化学反应过程中催化剂结构变化的详细了解，这种努力往往受到限制
催化剂可以根据反应条件改变其结构，但是大多数可用的分析工具不能在实际操作环境下捕捉这些变化
新加坡国立大学物理系和生物科学系的乌库尔·米尔赛多夫教授领导的一个研究小组利用最先进的透射电子显微镜技术，演示了在大气压下一氧化碳氧化反应中作为催化剂的钯纳米粒子结构变化的直接成像
观察表明，取决于温度，催化剂具有两种不同的结构
由于温度升高，从以低指数面为主的结构向圆形结构的转变与非活性催化剂向活性催化剂的转变有关
降低温度逆转了结构变化，纳米粒子回复到它们的非活性结构
博士的热力学模拟结果
科学、技术和研究机构高性能计算研究所的亚历山大·吉纳斯特和他的团队证实了他们的实验结果，即低温结构在其表面上包含较少的活性位点，因此与高温结构相比活性较低
医生
该期刊论文的第一作者威·切(Wee CHEE)说，“这些对催化剂可逆转变的观察对催化界有着重要的意义
催化剂表征的传统方法包括将催化剂从其工作条件中移除，以供后续研究
我们的结果表明，在这一过程中催化剂的活性结构可能不会被保留，并强调了操作研究在新催化剂的设计和开发中的重要作用
" 该小组计划将这些研究扩展到与化学工业相关的更复杂的纳米结构和反应
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