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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Three-dimensional strain dynamics govern the hysteresis in heterogeneous catalysis

Texto completo
Autor(es):
Passos, Aline R. [1] ; Rochet, Amelie [1] ; Manente, Luiza M. [1] ; Suzana, Ana F. [1, 2] ; Harder, Ross [3] ; Cha, Wonsuk [3] ; Meneau, Florian [1]
Número total de Autores: 7
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Synchrotron Light Lab LNLS, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil
[2] UNESP, Inst Quim, Rua Prof Francisco Degni, BR-14800900 Araraquara, SP - Brazil
[3] Argonne Natl Lab, Adv Photon Source, 9700 South Cass Ave, Argonne, IL 60439 - USA
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: NATURE COMMUNICATIONS; v. 11, n. 1 SEP 18 2020.
Citações Web of Science: 5
Resumo

Understanding catalysts strain dynamic behaviours is crucial for the development of cost-effective, efficient, stable and long-lasting catalysts. Here, we reveal in situ three-dimensional strain evolution of single gold nanocrystals during a catalytic CO oxidation reaction under operando conditions with coherent X-ray diffractive imaging. We report direct observation of anisotropic strain dynamics at the nanoscale, where identically crystallographically-oriented facets are qualitatively differently affected by strain leading to preferential active sites formation. Interestingly, the single nanoparticle elastic energy landscape, which we map with attojoule precision, depends on heating versus cooling cycles. The hysteresis observed at the single particle level is following the normal/inverse hysteresis loops of the catalytic performances. This approach opens a powerful avenue for studying, at the single particle level, catalytic nanomaterials and deactivation processes under operando conditions that will enable profound insights into nanoscale catalytic mechanisms. Direct visualisation of site-specific strain variations of catalysts is needed to better understand catalytic properties. Here, the authors determine with attojoule precision that the well-known catalytic hysteresis phenomenon occurs at single particle level and involves three-dimensional strain field. (AU)

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Beneficiário:Florian Edouard Pierre Meneau
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 19/03162-8 - Síntese de nanopartículas de ouro com forma controlada
Beneficiário:Luiza Minucci Manente
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 14/27127-3 - Gênese de nanopartículas de ouro: nucleação, crescimento e estabilização
Beneficiário:Ana Flávia Suzana
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 18/08816-3 - Difração coerente de raios X em condições operando: imageamento em 3D de catalisadores nanoparticulados
Beneficiário:Aline Ribeiro Passos
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 17/23050-4 - Abordagem multimodal para caracterizar catalisadores em operação
Beneficiário:Amélie Claire Rochet
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores