雙金屬催化劑Pt-Ni納米顆粒作為有機化學應用前景的候選催化劑材料之一廣泛應用于燃料電池，堿性電解槽和一氧化碳的催化轉化過程中。對于其催化性能和結構之間的關系研究一直是研究者們關注的熱點。

    雙金屬納米顆粒的催化性能很大程度上取決于它們在反應條件下的結構和組成變化。一般來講，這些變化是由納米顆粒表面發生的氧化還原反應所驅動的。氧化還原反應的復雜程度在雙金屬納米顆粒中進一步放大，因為除金屬納米催化劑與其可還原氧化物之間的協同效應外，兩種金屬還都可以與反應物分子發生自身反應。目前大多數研究致力于通過改變合成方法來改善這些雙金屬納米粒子在不同液體或氣體反應條件下的活性和穩定性。然而，對于后續氧化還原處理過程中的結構變化是否由起始納米顆粒的結構決定以及這些變化如何影響這些納米顆粒的催化性能尚不清楚。

    近日，來自新加坡國立大學Utkur Mirsaidov課題組在Advanced Functional Materials上發表了題為“Real-Time Imaging of Nanoscale Redox Reactions over Bimetallic Nanoparticles”的文章。該團隊以雙金屬催化劑Pt-Ni納米顆粒為研究對象，結合透射電子顯微鏡與DENSsolutions原位氣體加熱樣品系統，通過控制體系溫度，壓力及氣體組分，在納米尺度實時原位觀察納米顆粒在氧化還原過程中的結構及組分變化，并結合高分辨率成像，EDX元素分析，質譜和建模，構建起氧化還原反應過程中納米顆粒形態和組成的演變與其催化活性的關系。

    作者通過DENSsolutions原位氣體加熱樣品系統在室溫到700℃之間改變反應溫度，并快速切換氧化還原氣氛，改變氣氛組成，樣品桿本身超高的穩定性及極低的漂移率，保證了圖像采集的連續性和UHR圖像的獲得。通過原位EDX分析，分析得到反應前后納米顆粒的元素組成。樣品桿內反應后的氣體直接通入質譜儀中，對反應前后氣體組分進行分析，從而建立起反應過程中結構變化和催化性能之間的對應關系。

     該工作原位實時動態研究了雙金屬催化劑Pt-Ni納米顆粒在氧化還原反應過程中結構和組成變化與催化活性之間的關系，為不同類別反應的催化劑的設計和優化提供了基礎，對在反應條件下研究具有不同形狀和組成的其他雙金屬納米顆粒結構和組成變化對其非均相催化反應活性的作用是至關重要的。

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