Selektiv katalys spelar en nyckelroll i olika tillämpningar, såsom kemisk industri och oljeraffinering, därav, att utveckla katalysatorer med hög effektivitet och utmärkt kemoselektivitet har blivit en forskningshotspot. Jämfört med andra material, ädla metaller, speciellt ultratunna tvådimensionella (2-D) nanomaterial av ädelmetall, har väckt stort forskningsintresse på grund av deras överlägsna katalytiska aktivitet i många katalytiska reaktioner.

På senare år har fasteknik växer fram som ett lovande och utmanande forskningsfält inom ädelmetallbaserade nanomaterial. Särskilt, som en typ av nanostrukturer i heterofas - amorfa/kristallina nanostrukturer i heterofas - har framställts och har visat lovande katalytisk prestanda. Det slumpmässiga atomarrangemanget i amorf fas resulterar i mycket omättad koordination och rikligt med aktiva platser för katalytiska tillämpningar. Dessutom, de amorfa/kristallina gränssnitten kan också gynna katalytisk aktivitet.

Men än så länge, det är fortfarande mycket utmanande för våtkemisk syntes av ultratunna 2D-ädelmetallbaserade nanolegeringar med en amorf/kristallin heterofas. De termodynamiskt stabila faserna för ädelmetaller är tätpackade kristallina strukturer på grund av den starka atomära interaktionen, sålunda är det termodynamiskt ogynnsamt att bilda en amorf fas, som har slumpmässigt atomarrangemang. Dessutom, den atomära isotropin i den amorfa fasen gör det också mycket utmanande att få 2D-strukturen.

Häri, Prof Zhang Huas grupp har förberett två typer av amorfa/kristallina heterofas PdCu nanoark, varav en är amorf fasdominant (a-PdCu) ​​och den andra är kristallin fasdominant (c-PdCu). Eftersom amorf fas i metaller tenderar att omvandlas till kristallin fas under omgivande förhållanden, Fasomvandlingsbeteendet hos de syntetiserade heterofas-PdCu-nanoskikten och de heterofasberoende egenskaperna har studerats systematiskt. Under åldringsprocessen, kristalliniteten hos a-PdCu ökade gradvis, som åtföljdes av förändringar i vissa andra fysikalisk-kemiska egenskaper, inklusive elektronisk bindningsenergi och ytligandadsorption. Följaktligen, kemoselektiviteten och den katalytiska aktiviteten hos heterofas-PdCu-nanoskikten förändrades också i hydreringen av 4-nitrostyren.

Det visade sig att under de första två dagarna av åldringsprocessen, a-PdCu visade mycket hög kemoselektivitet, medan c-PdCu inte visade kemoselektivitet. Efter 3 dagars åldrande, a-PdCu förlorade kemoselektiviteten, men dess katalytiska aktivitet ökade gradvis, medan den katalytiska aktiviteten av c-PdCu gradvis minskade och så småningom blev lägre än den för a-PdCu efter åldring i 14 dagar. Detta arbete visar de spännande egenskaperna hos nanostrukturer i heterofas, tillhandahålla en ny plattform för framtida studier om reglering av funktionaliteter och tillämpningar av nanomaterial genom fasteknik.