金属催化剂在现代化学工业中非常重要。众所周知，金属催化剂的结构决定了其性能。然而，近年来的研究表明，金属催化剂的结构在反应条件下发生动态变化，导致金属催化剂失活或活化。

有鉴于此，浙江大学王勇教授等人，综述了利用可控气氛原位透射电子显微镜研究金属纳米催化剂在气氛环境下的结构演变的研究进展。

本文要点

1）讨论了纳米金属催化剂的研究现状和影响纳米金属催化剂重构的关键因素。综述了各种重构现象，包括烧结和分散、重塑、成分演变、金属氧化物的表面重构以及强金属-载体相互作用。此外，对金属催化剂的结构-性质关系的最新研究也进行了综述。最后，指出了当前面临的挑战，并对未来的研究提出了展望。

2）催化剂的性能由其结构决定，大量实验结果表明催化剂的结构在反应中会发生改变，因此研究催化剂的结构演变对催化机理研究有重要意义。原位透射电镜在众多原位手段中脱颖而出，它可以在真实反应条件下从微米尺度到原子级尺度对催化剂进行研究。原位气体电镜在研究催化剂结构演变领域取得了诸多成果，可以通过反向调控温度、气氛、与载体的相互作用对催化剂结构进行调控，进而改善催化剂的性能。

3）然而，该领域依然存在很多挑战。比如反应的气压、催化剂的形式、电子束的影响等，另外，电镜目前只能给出催化剂的结构信息，很难给出催化性能的相关信息。而且原位电镜的时间分辨率足够捕捉许多化学反应过程，比如相变、结构演变、晶体生长等，但是对于某些很快的基元反应的过渡态结构研究还存在很大挑战。总的来说，原位气体电镜技术在催化剂研究领域拥有不可替代的地位，我们期待原位技术的进一步发展以及实验方法和理论方法的创新，为催化研究带来更多的可能性。

参考文献：

Min Tang et al. Recent Progresses on Structural Reconstruction of Nanosized Metal Catalysts via Controlled-Atmosphere Transmission Electron Microscopy: A Review. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c03335

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03335