澤攸科技工程師利用自主研發(fā)的原位TEM氣氛環(huán)境測量系統(tǒng)成功捕捉了氧化還原金屬催化劑在不同條件下的結構動態(tài)變化。研究人員采用銅作為原型催化劑，系統(tǒng)展示了金屬與周圍氣體環(huán)境交互引發(fā)的復雜結構轉變，以及由此產(chǎn)生的系統(tǒng)從熱力學平衡狀態(tài)向化學動力學控制狀態(tài)的演變。

實驗中，我們觀察到了銅納米顆粒在不同氫氧比和溫度條件下的結構變化和動態(tài)行為，包括顆粒的重構、燒結和分裂，展現(xiàn)了氣體組分和溫度對催化劑顆粒結構和動態(tài)行為的顯著影響，揭示了催化劑在不同環(huán)境條件下的響應機制。

此外，實驗中還發(fā)現(xiàn)氣體組成和溫度的變化對平均顆粒尺寸產(chǎn)生了直接影響。隨著氫濃度的增加，在給定溫度下觀察到更多的燒結現(xiàn)象和較大顆粒的形成。相反在氧化學勢較高的情況下，顆粒會出現(xiàn)分裂和平均尺寸減小的現(xiàn)象。

原位TEM觀察到，氧氣的加入引起還原銅顆粒的破碎，類似于金屬塵化過程，從表面開始并逐漸向內擴散。破碎后的顆粒呈現(xiàn)出一定的尺寸分布，而非無限細化。在中間放大倍數(shù)下，TEM圖像顯示了小顆粒豐富的結構動態(tài)，涉及顆粒形狀的重構、隨機移動、燒結和分裂。

綜上不難發(fā)現(xiàn)，澤攸科技自主研發(fā)的原位TEM氣氛環(huán)境測量系統(tǒng)不僅能夠提供催化劑在真實工作條件下的直觀圖像，還能揭示其動態(tài)結構變化與催化性能之間的聯(lián)系，為設計、可持續(xù)的催化劑提供了關鍵信息。感謝福州大學黃興教授課題組提供的樣品。