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原位加熱樣品桿中國(guó)用戶 2023 科研成果精選【下】

復(fù)納科技 2024-01-03 | 閱讀：600

原位加熱樣品桿中國(guó)用戶 2023 科研成果精選【下】

今天分享的文獻(xiàn)分別來(lái)自中科院大連化物所、上海交通大學(xué),、武漢理工大學(xué),、中科院物理所、福州大學(xué),。我們一起來(lái)看一下,，這些科學(xué)團(tuán)隊(duì)使用原位加熱樣品桿在哪些領(lǐng)域里去的科研成果。挑選文獻(xiàn)截止于 2023年12 月 10 日

文獻(xiàn) 1

作者：中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊冰等

題目：Reversible transformation and distribution determination of diverse Pt single-atom species.

期刊：Journal of the American Chemical Society 145(4): 2523-2531.

摘要：在單原子催化劑中,，支撐錨定位點(diǎn)的復(fù)雜性創(chuàng)造了具有不同配位環(huán)境的大量單原子,。迄今為止，給定催化劑中,，這些不同單原子的數(shù)量分布仍然難以捉摸,。最近，人們通過(guò)多種合成策略調(diào)節(jié)其局部環(huán)境,，對(duì) CeO2 支撐的金屬單原子催化劑進(jìn)行了廣泛研究,。然而，由于缺乏定量描述,，闡明位點(diǎn)特異性反應(yīng)性并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)化仍然面臨挑戰(zhàn),。該團(tuán)隊(duì)證明了兩種不同的 Pt/CeO2 催化劑可以通過(guò)氧化和非氧化分散體可逆地生成，盡管 Pt 電荷態(tài)和配位數(shù)相似,，但它們包含不同的 Pt1On?Ceδ+ 單原子,。通過(guò)拉曼光譜和計(jì)算研究，團(tuán)隊(duì)半定量地揭示了每個(gè)特定催化劑中不同 Pt1On?Ceδ+ 的分布,。值得注意的是,，僅占 14.2 % 的 Pt1O4?Ce3+?Ov 少數(shù)物質(zhì)在其他豐富的對(duì)應(yīng)物(即 Pt1O4?Ce4+ 和 Pt1O6?Ce4+ )中提供了最高的低溫 CO 氧化反應(yīng)活性。第二近的氧空位不僅與附近的活性金屬位點(diǎn)協(xié)同作用以降低反應(yīng)勢(shì)壘,，而且還促進(jìn)循環(huán)非氧化和氧化分散過(guò)程中從六配位到四配位的位點(diǎn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變,。該工作闡明了給定單原子催化劑中各種單原子物質(zhì)的定量分布和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，更深入地描述了單原子催化劑的不均勻性,，并進(jìn)行了定量測(cè)量,。

所使用的系統(tǒng)- Wildfire 加熱桿：使用 Wildfire 原位加熱樣品桿,，研究團(tuán)隊(duì)可以在環(huán)境透射電鏡中原位加熱樣品，研究?jī)煞N不同的 Pt/CeO2 催化劑的催化活性和內(nèi)在機(jī)制,。

文獻(xiàn) 2

作者：上海交通大學(xué) 劉攀等

題目：Atomic insights into heterogeneous nucleation and growth kinetics of Al on TiB2 particles in undercooled Al-5Ti-1B melt.

期刊：Journal of Materials Science & Technology 156: 72-82.

摘要：二硼化鈦 (TiB2) 是工業(yè)上有效的鋁合金晶粒細(xì)化劑,，可通過(guò)形成均勻細(xì)化的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)促進(jìn)鑄造工藝。盡管對(duì)潛在細(xì)化機(jī)制的理解已經(jīng)取得進(jìn)展,，但鋁在 TiB2 上異質(zhì)成核的原子動(dòng)力學(xué)仍然未知,。該工作報(bào)告了通過(guò)原位加熱過(guò)冷 Al-5Ti-1B 薄膜，對(duì)鋁在自形成 TiB2 顆粒上的異質(zhì)成核和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的原子尺度觀察,。團(tuán)隊(duì)證明了在鈦末端的 {0001}TiB2 表面上形成了有序的鋁單層,；然后，周?chē)匿X原子在沒(méi)有富鈦緩沖層的幫助下,，形成面心立方{111}堆疊的島狀鋁核,。{111}鋁和 {0001}TiB2 之間的界面晶格失配導(dǎo)致明顯的面外應(yīng)變，隨著鋁核層增加到 6 個(gè)原子層,，該應(yīng)變逐漸減小,。源自該界面應(yīng)變的彈性應(yīng)變能增加了 Al/TiB2 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的自由能,，從而阻礙鋁核的快速生長(zhǎng),。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)冷ΔT 低于 Greer 自由生長(zhǎng)模型中的起始過(guò)冷 ΔTfg 時(shí),，TiB2 顆粒會(huì)穩(wěn)定鋁核,，而不是激活它們自由生長(zhǎng)成晶粒。該研究結(jié)果提供了在助籽劑參與下鋁的異質(zhì)成核和生長(zhǎng)機(jī)制的原子尺度物理圖像,，并闡明了鋁核的應(yīng)變依賴性生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),。

所使用的系統(tǒng)- Wildfire 加熱桿：使用 Wildfire 原位加熱樣品桿，研究團(tuán)隊(duì)原位加熱過(guò)冷 Al-5Ti-1B 薄膜,，在原子尺度下觀察了鋁在 TiB2 顆粒上的異質(zhì)成核和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué),，并闡明了鋁核的應(yīng)變依賴性生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)。

文獻(xiàn) 3

作者：武漢理工大學(xué) 桑夏晗等

題目：Direct observation of cation diffusion driven surface reconstruction at van der Waals gaps.

期刊：Nature Communications 14(1): 554.

摘要

弱層間范德華(vdW)鍵合對(duì) vdW 層狀材料的表/界面結(jié)構(gòu),、電學(xué)性能和輸運(yùn)性能具有顯著影響,。因此，解開(kāi) vdW 表面復(fù)雜的原子動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)演化對(duì)于下一代 vdW 層狀材料的設(shè)計(jì)和合成至關(guān)重要,。該工作表明,，使用原位加熱 STEM 可以直接觀察到層狀GeBi2Te4(GBT)中 Ge/Bi 陽(yáng)離子沿 vdW 間隙的擴(kuò)散?；趯?duì)原子柱強(qiáng)度和隨時(shí)間推移的 STEM 圖像位置的定量分析,，擴(kuò)散過(guò)程中的陽(yáng)離子濃度變化與局部 Te6 八面體畸變相關(guān)。面內(nèi)陽(yáng)離子擴(kuò)散通過(guò)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)演化導(dǎo)致晶面外表面蝕刻,。這些結(jié)構(gòu)演化包括,，在新鮮 vdW 表面上非中心對(duì)稱(chēng) GeTe2 三層表面重構(gòu)的形成和傳播，以及從七層到五層的 GBT 次表面重構(gòu)層。該工作提供了對(duì) vdW 層狀材料中陽(yáng)離子擴(kuò)散和表面重構(gòu)的原子層面洞察,。

所使用的系統(tǒng)- Wildfire 加熱桿：使用 Wildfire 原位加熱樣品桿,，研究團(tuán)隊(duì)可以直接觀察到層狀GeBi2Te4(GBT) 中 Ge/Bi 陽(yáng)離子沿 vdW 間隙的擴(kuò)散，并研究其重構(gòu)行為,。

文獻(xiàn) 4

作者：中國(guó)科學(xué)院物理研究所蘇東等

題目：Thermal‐Induced Structure Evolution at the Interface between Cathode and Solid‐State Electrolyte.

期刊：Small Struct. 2023, 2300342

摘要：電極/電解質(zhì)間界面對(duì)全固態(tài)電池的性能起著決定性作用,。例如，正極/電解質(zhì)間界面相的形成會(huì)影響界面阻抗,，從而影響倍率性能,。本文通過(guò)組合原位技術(shù)，包括原位 XRD,、原位 TEM 和原位拉曼,，研究了 LiMn2O4 正極和LLZTO電解質(zhì)之間固/固界面的熱穩(wěn)定性，闡明了不同尺度下界面反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,。從 300 °C 開(kāi)始,，LiMn2O4 中的Mn離子遷移到固態(tài)電解質(zhì)中，同時(shí)形成 LiMn3O4 中間相,。當(dāng)溫度升高到 500 °C時(shí),，LiMn3O4 界面轉(zhuǎn)變?yōu)?MnO 結(jié)構(gòu)，這阻礙了鋰離子的傳輸,，從而增加了界面阻抗,。雖然 LiMn2O4 和 LLZTO 都可以承受連續(xù)加熱，但它們的界面在較低溫度下本質(zhì)上是熱不穩(wěn)定的,，這在實(shí)際制造的熱處理過(guò)程中需要特別注意,。該研究結(jié)果提供了對(duì)界面反應(yīng)的機(jī)理見(jiàn)解，為全固態(tài)電池的設(shè)計(jì)和制造提供了指導(dǎo)意見(jiàn),。

所使用的系統(tǒng)- Wildfire 加熱桿：使用 Wildfire 原位加熱樣品桿,，并結(jié)合原位 XRD 和原位拉曼，該團(tuán)隊(duì)研究了 LiMn2O4 正極和 LLZTO 電解質(zhì)之間固/固界面的熱穩(wěn)定性,，闡明了不同尺度下界面反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,。

文獻(xiàn) 5

作者：福州大學(xué) 黃興等

題目：Carbon Encapsulation of Supported Metallic Iridium Nanoparticles: An in Situ Transmission Electron Microscopy Study and Implications for Hydrogen Evolution Reaction.

期刊：ACS Nano 2023 17 (23), 24395-24403

摘要：該團(tuán)隊(duì)使用原位 TEM、非原位 TEM 與原位 XPS 相結(jié)合,，研究銥/碳催化劑中碳對(duì)銥納米顆粒的包覆,，并實(shí)時(shí)觀察了真空中加熱銥/碳時(shí)的顆粒重塑和碳載體石墨化程度的改變。原位 TEM 表明,，加熱到 550°C 時(shí),，銥納米顆粒表面開(kāi)始形成碳包覆層。碳層形成后,，800°C時(shí)沒(méi)有觀察到銥納米顆粒的燒結(jié)和遷移,。但初始銥納米顆粒 550°C 或以下發(fā)生燒結(jié),，具體溫度與不完全包覆程度有關(guān)。當(dāng)溫度從 800°C 降低到 200°C 時(shí),，碳層會(huì)起皺,，該過(guò)程與顆粒表面重構(gòu)相關(guān)，且是可逆的,。溫度升高回 800°C后,，包覆層回歸光滑狀態(tài)。碳層包覆后的銥納米顆粒在析氫反應(yīng)中的催化性能高于初始(非包覆)的銥/碳顆粒,。該工作展示了目前正在研究的負(fù)載型貴金屬納米顆粒碳包覆現(xiàn)象的微觀細(xì)節(jié),，并進(jìn)一步證明了碳包覆是調(diào)節(jié)催化性能的有效措施。

所使用的系統(tǒng)- Wildfire 加熱桿：使用 Wildfire 原位加熱樣品桿,，并結(jié)合原位 XPS,，研究團(tuán)隊(duì)研究了碳對(duì)銥納米顆粒的包覆，并實(shí)時(shí)觀察了真空中加熱銥/碳催化劑時(shí)的顆粒重塑和碳載體石墨化程度的變化,。