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催化研究中的红外纳米光谱技术
Dery, S., Gross, E.,
Ambient Pressure Spectroscopy in Complex Chemical Environments
Abstract
催化剂性能取决于其纳米尺度特性。然而，催化材料结构与组成的非均质性，使得直接监测并确定局部物理化学参数对其整体反应活性的影响变得困难。傅里叶变换红外光谱（FTIR）虽已被广泛用于探究催化材料的反应机理，但由于衍射极限的限制，红外测量的空间分辨率最优仅能达到微米量级。本篇综述将介绍红外纳米光谱技术领域的最新进展，该技术能够在纳米尺度获取精细化学信息，并识别影响催化剂整体性能的各种纳米级特性。具体而言，我们将探讨红外散射扫描近场光学显微镜（IR-SNOM）和光热诱导共振光谱（亦称原子力显微镜-红外联用技术，AFM-IR）的工作原理，并重点评述这些技术在揭示催化剂特性方面应用的典型案例。最后，我们将探讨将红外纳米光谱测量范围拓展至工况模式（operando-mode）所面临的技术挑战与机遇，该模式有望在反应条件下以纳米级分辨率监测催化反应中反应物到产物的转化过程。