俄罗斯斯科尔科沃科技学院与哈卡斯国立大学的联合研究团队在亚历山大·克瓦什宁教授的领导下,对铱钯纳米颗粒催化剂的无定形状态进行了深入研究。这项发表在《催化杂志》上的研究揭示了纳米级催化剂在氧析出、氢析出和氧还原等重要化学反应中的关键作用机制。
研究团队重点考察了2纳米尺寸的铱钯纳米颗粒,通过理论计算和实验分析,系统研究了不同化学结构(包括核壳结构和合金结构)对材料电子特性和表面电荷分布的影响。特别值得注意的是,当铱核被超薄钯壳包裹时,电子会从核部向表面迁移,形成显著的表面负电荷。这一发现为理解纳米催化剂的电荷转移机制提供了重要线索。
研究人员发现,与传统块体材料相比,纳米颗粒的熔点显著降低,在催化反应的高温条件下容易发生结构转变,从晶体状态转变为无定形状态。然而令人意外的是,这种结构状态的改变对表面电荷分布的影响相对有限。这一发现挑战了传统认知,表明纳米催化剂的无定形状态可能比原先认为的更为稳定。
铱钯纳米合金作为重要的催化材料,在有机合成反应、一氧化碳氧化以及清洁能源技术中都有广泛应用。克瓦什宁教授指出:"在实验条件下准确表征双金属纳米颗粒的表面成分和壳层结构极具挑战性,我们的研究为在原子尺度理解这些材料的催化机理提供了新视角。"
这项研究不仅深化了对纳米催化剂构效关系的认识,还为设计更高效、更稳定的催化材料提供了理论指导。未来,研究团队计划进一步探索不同环境条件下纳米催化剂的结构演变规律,以及这种演变对催化性能的长期影响。
更多信息: Ilya V. Chepkasov 等人,《晶体和非晶态 PdIr 纳米粒子的吸附特性。系统的第一性原理研究》,《催化杂志》(2025 年)。














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