上海交通大学叶天南/陈接胜团队Nature Catalysis：有序单原子位点级联催化！

正文

请到「今天看啥」查看全文

（ TM = Pd、Rh、Ir和Pt）的COHP计算结果。

如图2a-c，在Mg ₂₉ Pd ₄ 的晶体结构中，得益于Mg的周期性位点隔离效应，Pd原子在其晶格中呈现均匀分布，形成长程有序的单原子结构；同时，利用Mg的低电负性特性（χ = 1.31），电子从Mg向Pd位点转移，构建了带强负电荷的Pd单原子活性中心。此外，该工作计算了Mg ₂₉ TM ₄ 晶体轨道哈密顿布居（COHP），其能量积分值（-ICOHP）能够反映原子间相互作用强度。如图2d-g，在Mg ₂₉ TM ₄ 中， TM 位点之间的 - ICOHP值几近为零，说明在Mg ₂₉ TM ₄ 晶体结构中， TM 位点间几乎不存在电子耦合作用。这种在几何构型和电子结构双重维度上实现金属活性位点完全孤立的特性，与传统IMCs（通常忽略活性位点间的电子相互作用）不同，作者将其命名为“单原子金属间化合物”（Single-Atom Intermetallic Compounds, SAIMCs）。

图3 Mg ₂₉ Pd ₄ SAIMCs形成过程示意图。

采用反应性金属-载体相互作用，成功制备了Mg ₂₉ TM ₄ （ TM = Pd, Rh, Ir和Pt）材料（图3a）。以Mg ₂₉ Pd ₄ SAIMCs为例，通过原位透射电子显微镜（In-situ TEM）实时监测Mg ₂₉ Pd ₄ SAIMCs的形成过程，成功揭示了其演变机制。实验结果表明（图3b），Mg ₂₉ Pd ₄ 的形成遵循以下三个阶段的演化路径：（1）表面迁移阶段：载体中的Mg原子通过表面扩散作用向Pd纳米颗粒表面迁移；（2）界面反应阶段：迁移的Mg原子与Pd发生固相界面反应，初步形成Mg ₂₉ Pd ₄ 相；（3）体相转化阶段：随着温度升高，Mg原子向颗粒内部扩散，最终实现Pd纳米颗粒向Mg ₂₉ Pd ₄ 的完全相变。X射线衍射（XRD）表征结果进一步证实（图3c），在加热过程中，Pd的特征衍射峰强度逐渐减弱，同时Mg ₂₉ Pd ₄ 的特征峰持续增强，二者呈明显的此消彼长关系，为上述相变过程提供了证据。

图4 Mg

请到「今天看啥」查看全文