了解和控制负载金属催化剂中纳米颗粒的结构和组成对于改进化学工艺至关重要。为此，原子探针断层扫描 (APT) 是一种独特的工具，因为它可以对材料进行亚纳米分辨率的空间分辨三维化学成像。然而，迄今为止，APT尚未应用于介孔氧化物负载的金属催化剂材料，因为孔的大小和数量导致实验过程中样品破裂。

为了克服这些问题，橡树岭国家实验室Jonathan D. Poplawsky，乌得勒支大学Matteo Monai，Bert M. Weckhuysen开发了一种高压树脂浸渍策略，并展示了其对高孔负载型钯镍基催化剂材料的适用性，该材料在二氧化碳加氢中具有活性。

文章要点

1）在 3 × 10⁵ nm³ 的重建体积内，识别了超过 400 个 Pd−Ni 簇，其成分范围为 0 至 16 原子% Pd，尺寸分布为 2.6 ± 1.6 nm。

2）这些结果表明，APT 能够定量评估工业催化剂中大量亚纳米级纳米颗粒的尺寸、成分和金属分布。此外，展示了金属偏析主要发生在纳米粒子之间，揭示了金属偏析的机制。

3）预计所提出的方法将扩展 APT 研究多孔功能纳米材料（包括但不限于固体催化剂）的能力。

参考文献

Florian Zand, et al, Elucidating the Structure and Composition of Individual Bimetallic Nanoparticles in Supported Catalysts by Atom Probe Tomography, J. Am. Chem. Soc, 2023

DOI：10.1021/jacs.3c04474

https://doi.org/10.1021/jacs.3c04474