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原位液相TEM实时观察析氢过程中光催化活性位点的形成

点击次数:308 发布时间:2021-07-22


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许多催化反应因其反应过程不稳定,催化活性位点会相应地发生迁移,团聚和重构等变化。催化剂表面结构、组成及催化活性与反应条件密切相关,因此,在催化反应过程中原位识别活性位点十分关键。

原位液相透射电子显微技术的发展,使人们可以对液相反应过程中催化剂的结构转变过程进行原子尺度的直接观察,并探索催化剂的转变机理。

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1. Cu2O在不同辐照时间下的HRTEM图及结构变化示意图

  近期,厦门大学廖洪钢教授 南京大学董林教授 通过利用自主研发的原位液相TEM光学样品杆与原位液体芯片,实现了TEM原位观察光辐照下 Cu2催化剂上活性位点的形成过程,捕获光诱导制氢过程中Cu2O的结构变化,进一步证实了原位形成的纳米铜是反应的活性位点。该研究以Real time imaging of photocatalytic active site formation during H2 evolution by in-situ TEM为题发表在著名期刊Applied Catalysis B: Environmental上。

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2. Ag纳米颗粒依次在Cu2立方体的顶点、边缘和表面上形成

文章中证实了Cu2O立方体在光照下表面有纳米Cu生成,晶面还原的顺序依次为  > > 。进一步分析表明,Cu2O的还原与光催化产氢的速率相一致。该工作证实了光催化析氢活性位点的原位形成过程。

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3. (a) Cu2O催化剂上的H2累积析出量,(b) H2析出速率,(c) 定量分析Cu2O还原的结果


Shuohan Yu, Youhong Jiang , Yue Sun, Fei Gao, Weixin Zou, Honggang Liao, Lin Dong. Real time imaging of photocatalytic active site formation during H2 evolution by in-situ TEM. Applied Catalysis B: Environmental 284 (2021) 119743.


原位液体多功能集成样品台(光--热)

Chip-Nova原位液体多功能样品台可以内置加热模块、光学模块和三电极电化学模块,可在透射电镜中实现液体样品的电化学反应/加热过程/光学反应过程的实时动态高分辨成像。

 

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TEM液体热--光样品台


技术参数:

Ø  与主流TEM兼容, 兼容STEM, SAED, EELS, EDS等功能;

Ø  液体流速可控,0~15 μL/s 流速低至5 nL/s

Ø  电化学实验采用工作电极,参比电极,对电极三电极,通过连接恒电位仪,进行电化学阻抗谱,循环伏安法,计时电流法,循环极化,充/放电测试及分析;

Ø  温度范围:RT~液体气化温度, 温度稳定后, 温度变化<0.01℃

Ø  光源波长可选择紫外-可见光-红外(185-2200 nm)8个定波段的单色光,或者单波长激光光源。


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