我组与黄家辉研究员团队(2301组)，在解释金纳米催化尺寸效应以及CO 氧化反应活性位即Au-TiO2界面研究方面取得新进展，研究成果以全文形式发表在Small Method上。
在该工作中，申文杰研究组利用胶体法得到不同粒径的金纳米粒子(2-5 nm)并负载于氧化钛上，通过CO氧化探针反应研究粒子的尺寸效应，发现Au/TiO2催化剂的活性随着金粒子的尺寸增大而降低。利用球差矫正电镜表征详细的分析了金粒子的原子构型以及Au-TiO2界面的周长与金粒子尺寸的关系，发现当金颗粒尺寸从2.2 nm增加到4.8 nm时，金颗粒的形状从平坦的多面体演变为圆润的截断八面体。而较小的金颗粒对CO的低温氧化活性明显高于大颗粒，主要是由于在界面处有大量的活性中心。然而，用催化剂中界面周长的总长度归一化的特定反应速率得到的值基本相同。由此得出金粒子在2-5 nm范围的尺寸效应的本质是界面金与载体的结合强度以及纳米粒子的分散度。该工作对在原子尺度认识和理解金属纳米粒子的尺寸效应和制备高活性催化剂方面具有重要意义。
该研究得到了国家自然科学基金委相关项目的资助。（文/图 邵斌）
