氧化物载体上沉积的金属纳米颗粒对于许多应用至关重要,包括催化剂,燃料电池和电子产品等。因此,阐明金属纳米颗粒与氧化物表面之间的键合强度具有重要意义。
有鉴于此,华盛顿大学Charles T. Campbell报道了利用金属吸附量热法和表面光谱研究了300 K下Ag在脱水HCa2Nb3O10纳米薄片(001)面上的吸附能、黏附能和吸附质结构。
文章要点
1)这些脱水(“dh”)铌酸钙纳米片“(dh-HCa2Nb3O10(001))”具有化学计量比的Ca4Nb6O19。当用作催化剂载体时,使得金属纳米颗粒具有出色稳定性,并且易于通过Langmuir-Blodgett(LB)技术制备,具有高度有序性,混合氧化物的单晶表面,以及高的平台和边缘比例。在单层覆盖下,Ag在dh-HCa2Nb3O10(001)上以厚度约为2层的二维岛状形式生长。
2)Ag的初始微分吸附热为~303 kJ/mol,到0.8 ML时缓慢增加到~338 kJ/mol。在较高的覆盖率下,Ag原子主要添加在这些2D孤岛的顶部,随着热量逐渐降低到银的升华热(285 kJ/mol),生长出厚度不断增加的3D纳米颗粒。Ag(s)在该铌酸钙表面的吸附能约为4.33 J/m2,比以往测得的任何氧化物表面的吸附能都要大。因此揭示了金属纳米颗粒在该载体上的耐烧结性。此外,还测量了从银到铌酸钙的电子转移。
Wei Zhang et al, Silver Adsorption on Calcium Niobate(001) Nanosheets: Calorimetric Energies Explain Sinter-Resistant Support, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI:10.1021/jacs.0c05044
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05044