黄金并非惰性,它只是有保镖在保护
Ars Technica2026年6月9日 14:23
为了证实这一点,研究人员研究了氧分子在每种金表面上的行为。他们询问有多少分子氧会粘附在表面上,以及对于那些粘附的分子,需要多少能量才能使氧分子裂解。他们展示了在块金中常见的表面结构——六角形模式,实际上并不牢固地吸附氧,而且氧的结构没有变形。这意味着分裂氧分子为两个准备反应的原子仍然需要大量能量。另一方面,如果黄金结构是方形模式,氧分子则会很容易地粘附在表面,并变形到裂解的程度,从而使它们能够反应(实际上在这些条件下,黄金也会氧化)。研究人员估计,方格晶格金表面的活性与常见的催化金属如铂相当。隐藏你的敏感部分黄金表面在此意义上也是相当活跃,因为金原子会很容易在表面上重新排列。通过重新排列,它们将一个暴露的平坦方格晶格变成一个稍微粗糙的非活跃六角晶格。但是,这种被称为表面重构的变化并不是随意发生的。相反,原子移动形成一个覆盖暴露面的二维重复结构,而形成完整的重复结构单元所需的区域相当大。在一块黄金上,这不是问题,因为有足够的原子可以分配,因此每个表面几乎完全惰性。而在纳米颗粒上,情况则不同。有限数量的原子意味着没有足够的原子或空间进行表面重构。因此,一种以惰性著称的材料突然展现出其真实面目,开始反应并充当催化剂。这些研究显示了表面化学和催化的细节是多么复杂。惰性金属因材料体积的变化变得活跃,然后又重新变为惰性。这也为催化研究开辟了新的途径,尽管我不认为黄金会在短期内成为首选催化剂。
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