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杨培东院士，最新Nature Catalysis！

来源：时间：2024-04-16 10:51:41 浏览：577次

第一作者：Yu Shan、Xiao Zhao、 Maria Fonseca Guzman

通讯作者：杨培东院士、Miquel B. Salmeron

通讯单位：加州大学伯克利分校

DOI: 10.1038/s41929-024-01119-2.

研究背景

有机配体覆盖的无机纳米颗粒广泛应用于纳米医学、光电子学和催化领域。纳米颗粒（NPs）上的表面配体对外界刺激的动态响应决定了NP配体系统的功能。例如，在电催化过程中，NP表面上配体的集体解离可以导致NP/有序配体层间的形成，这是一个对CO₂到CO转化具有高活性和选择性的微环境。然而，高空间分辨率的原位表征技术的缺乏阻碍了对层间形成机制的全面理解，目前也没有直接的证据来证明这种夹层的存在。加州大学伯克利分校杨培东院士等人利用原位光谱技术，在纳米尺度上通过偏置诱导的配体分离阐明了微环境的形成途径，全面了解了配体动力学导致的NP表面的电场转变。

文章要点

1、作者利用原位纳米红外光谱（nano-FTIR）、原位表面增强拉曼光谱（SERS）和密度泛函理论（DFT）计算，来监测Ag-NOLI系统的电化学电位响应的配体动态行为。在振动光谱的帮助下，揭示了十四烷基膦酸（TDPA）配体的偏置诱导解离如何促进电催化中间层的发展，该中间层在Ag表面附近是稳定的。

2、本文研究表明，随着阴极偏置的逐渐增加，原位纳米FTIR捕获了聚集NPs从双齿配体到单齿配体的转变。此外，SERS还捕获了从单齿配体向自由配体的转变以及烷基链的构象变化。这种配体的连续解离进一步被DFT模拟证明。此外，还揭示了在银表面由配体-解离过程形成的分离的配体和电解质之间非共价相互作用的逐渐积累。这些相互作用有助于微环境中限制电场的发展，从而促进了高催化性能。本工作对合理设计具有医学、光电子和能量场的响应性配体NP系统提供基本指导原则具有重要意义。

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