利用球差校正高分辨透射显微分析钌配离子多金属氧酸盐阴离子在石墨烯表面的催化活性

摘要

多金属氧酸盐分子基化合物(Polyoxometalates,以下简称多酸POMs)是一种通常以分子形式存在的无机金属氧化物,以其结构的多变性和优良的光、电等物理性质受到人们的重视,成为近来的研究热点之一,在分析化学、催化、医药以及纳米科学领域得到研究与应用.最近的研究发现,钌配离子多酸分子(Ru4POM)具有卓越的氧化水的性能,作为一种高效的电催化剂具有广阔的应用前景.因此,如何把钌配离子多酸分子植入在不同的纳米器件中并充分发挥其高效催化性成为一个重点研究课题.Ru4POM的催化活性本质上是一个多电子转移催化过程，因此通过透射电镜研究Ru4POM与石墨烯复合结构的表面界面特征不但能深入了解复合界面的结构信息，还能通过电子与Ru4POM的相互作用过程中，动态分析Ru4POM结构的活性与稳固性，以及复合结构中的功能团对Ru4POM催化活性的影响。由于石墨烯对电子束的敏感性以及结构分析的高分辨要求，作者利用低电压(80kV)下具有球差校正(Cs-corrector)的透射电子显微镜(FEITitan 80-300)分析Ru4POM与石墨烯的复合结构。为了提高低电压下成像的质量，减少色差影响及增强成像信噪比，单色仪(monochrometer)也被同时激发，对复合结构的成像达到原子级分辨率。