表面声波(SAW)可以操纵表面,在催化、传感器和纳米技术方面有潜在的应用。已有研究显示,在金属和氧化催化剂上的许多氧化和分解反应中,表面声波会大大提高催化活性和选择性,然而,催化促进机制尚未明确。
有鉴于此,莱布尼茨-汉诺威大学的Lucia Aballe R. Imbihl等人,研究发现可逆的表面结构变化被认为是促进催化作用的主要原因。
本文要点
1)使用频闪X射线光电子能谱显微镜,研究了在9 nm厚的铂膜上传播500 MHz的表面声波时亚纳秒功函数的变化。将功函数变化量化为455 µeV,如此小的变化可以排除由于弹性变形(应变)引起的电子效应在表面声波诱导的催化促进中起主要作用。
2)SAW的催化促进作用是由多种因素共同产生的。在第二组实验中,使用层状双金属Rh/Pt膜,发现SAW表面结构基本完好无损,它们通常不会导致不可逆转的结构变化。
3)SAW诱导了在多晶铂顶部上五层单层厚Rh膜的混合,这是由于当激发SAW时表面温度升高约75 K导致热扩散增强。
总之,该工作能够引发其他定量研究,有望揭示表面声波催化控制作用的潜在机理。
参考文献:
Bernhard von Boehn et al. On the Promotion of Catalytic Reactions by Surface Acoustic Waves. Angew., 2020.
DOI: 10.1002/anie.202005883
https://doi.org/10.1002/anie.202005883