【顧客成果】Angew｜超新芯インサイチュシステムによる浙江省大王勇支援課題グループによる酸化還元条件下でのPd/TiOガリウム中の金属−担体強相互作用の発振挙動を明らかにした

第一著者：陳宇暉

通信著者：姜穎、王勇

通信機関：浙江大学電子顕微鏡センター&浙江大学材料科学・工学院

超新芯透過型電子顕微鏡二重傾加熱その場系

にその場分析では、この論文は超新コア透過型双傾加熱インサイチュシステム及びCHIPNOVAインサイチュ加熱チップ，調製済みのPd の/TiOタンタル触媒はサンプルチップ上に分散し、ダブルチルト加熱によりサンプルロッドをETEMに搭載して観測した。

一、全文速覧

浙江大学王勇課題グループ利用環境透過電子顕微鏡技術（ETEM）により特定の酸化還元条件下でPd/TiOタンタル触媒表面のSMSI被覆層は発振挙動を示し、この発振挙動はSMSI被覆層をTiの動的一時貯蔵庫とし、担体から還元状態Tiを捕獲し、TiOタンタル担体のエピタキシャル成長を駆動することができる。この発見はSMSIの反応条件下での動的挙動及び担体物質輸送に対する理解を広げ、ナノ構造の固体成長に新しいメカニズムを提供し、上述の研究成果はAngewに発表された！この画期的な実験において、CHIPNOVA（超新コア）透過型電子顕微鏡二重傾加熱インサイチュシステムは研究に重要な技術サポートを提供した。

二、背景の紹介

金属ナノ粒子はその高効率性、多機能性、制御可能性のため、現代触媒科学の分野では欠かせない地位を持っている。金属ナノ粒子と酸化物担体との相互作用機構は研究の核心課題であり、その中で、金属−担体強相互作用（SMSI）はその特殊な界面特性により注目されている。しかし、SMSI被覆層の実験的構築と構造調整は化学環境に高度に依存しており、人々は酸化還元条件下でのSMSIの動的挙動はまだ明確ではなく、同時にその原子スケール発展機構に対する認識は依然として明らかに不足している。上記の問題に対して、王勇課題チームは最新のETEMとCHIPNOVA insitu system深く研究を行い、原子スケールでSMSI変化に関する物質移動過程及び担体動態応答を観測した。CHIPNOVA透過型電子顕微鏡二重傾加熱その場系実験に重要な技術サポートを提供し、その特殊な二重傾斜機能と高精度温度制御（≦0.01℃安定性）は材料の正確な温度での原子スケール動態観測を実現した。

三、研究のハイライト

1.その場観察とメカニズムの開示：ETEMのリアルタイム追跡により、振動は酸化−還元条件の競争に由来し、TiO 8339被覆層が単二層間で切り換えられ、応力によりPdナノ粒子が回転することが分かった。

2.原子スケール解析：3.0Å/3.4Åの二層構造特徴を正確に識別する。

四、 図文の説明

図1：異なる雰囲気下でのPd/TiOタンパの準その場観察：純Oタンパ、Hタンパ及び5：1 Oタンパ/Hタンパ混合雰囲気中にSMSI被覆層が形成されたが、酸化還元条件下で被覆層が部分的に破壊され、界面にキャリア突起が出現した。

図2：その場ETEM追跡混合雰囲気下の構造発展：SMSI二層被覆層は界面で振動し、キャリア突起の原子層添加に伴い、突起のナノワイヤへの成長を支持する。

図3：純Oガリウム条件下のその場特性：SMSI被覆層の拡張はPd粒子がキャリアから離れ、キャリア突起がナノワイヤに成長することを推進し、EELSは被覆層がTiガリウムを含むことを確認した。

図4：TiOガリウム［001］軸に沿って振動挙動を観察する：SMSI被覆層数はキャリア突起原子層数と正の相関を示し、Pd粒子回転は界面トポロジーと相関する。

五、総括と期待

1. 研究結論

*酸化還元条件下でのPd/TiOガリウムのSMSI発振現象を二次的に明らかにし、被覆層はTiの動的貯蔵庫として、支持体突起の尖*成長を駆動する。

振動機構はPdとTiOガリウムのエピタキシャル関係に依存せず、酸化−還元平衡によって制御されたTi移動によって支配される。

2. 科学的意義.

この成果は反応条件下のSMSI動態挙動に対する認知を広げ、触媒性能とSMSIの関連を理解するために新たな視点を提供した。

研究はSMSI媒介ナノワイヤ成長機構を提案し、一次元ナノ材料の合成に新しい構想を提供した。

3. 将来の方向

COタンタル水素化、酸化反応などの触媒反応の性能に及ぼすSMSI振動の具体的な影響を探求する。

酸化還元条件下での他の金属−担体系（例えばPt／CeOガリウム、Ni／TiOガリウム）のSMSI動的挙動を研究する。