对金属纳米颗粒的表面表征是纳米催化中深入理解结构-功能关系的关键。纳米颗粒的表面结构往往与亚表面不同，因此将表面和亚表面分开表征是一项具有挑战性的工作。

近日，清华大学李亚栋院士，美国普渡大学Jeffrey T. Miller，天津大学Miaolun Jiao报道了通过理论计算和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)分析发现，贵金属(Pt和Pd)的表面原子在空气中被氧化，而亚表面原子不易被氧化。

文章要点

1）利用贵金属纳米粒子的氧化特性，研究人员提出了一种逐步还原-氧化的方法来确定贵金属纳米粒子的表面原子排列，并通过对典型的2-3 nm Pt和Pd纳米粒子的表面结构进行分析，证实了该方法的合理性。

2）研究人员利用还原-氧化法表征了Pd-Sb双金属催化剂的表面结构，结果表明，在2.70 Å处，表面Pd被键距较短的Sb原子很好地孤立，而次表面仍然存在Pd-Pd键。

3）密度泛函理论（DFT）计算和Pd L边X射线吸收近边结构（XANES）分析结果表明，表面孤立的Pd显著降低了Pd-烃的吸附能，从而使丙烷脱氢催化剂具有较高的丙烯选择性和周转频率（TOF）。

参考文献

Chenliang Ye, et al, Revealing  the  surface  atomic  arrangement  of  noble  metal  alkane dehydrogenation  catalysts  by  a  stepwise  reduction-oxidation approach, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3636-0

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3636-0