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污染物的催化轉(zhuǎn)化是水污染控制技術(shù)的重要方法，解析環(huán)境催化材料在污染物轉(zhuǎn)化過程中活性位點的動態(tài)變化，對理解材料的構(gòu)效關(guān)系，解析催化機(jī)理，設(shè)計并研發(fā)新的環(huán)境催化材料具有重要意義。盡管目前研究人員對分析納米材料的活性位點有濃厚的興趣，但在溫和的水溶液環(huán)境中，對單個納米材料界面反應(yīng)的動態(tài)演繹過程研究仍然存在挑戰(zhàn)。

圖1. 高分辨表面等離子體散射相干成像示意圖

針對上述問題，研究團(tuán)隊研發(fā)了高分辨等離子體散射干涉成像技術(shù)，通過調(diào)制入射光有效消除了反射光的干擾，實現(xiàn)了具有高空間分辨率和高抗干擾能力的表面等離子體散射干涉成像。以銀的表面化學(xué)反應(yīng)為例，研究團(tuán)隊原位追蹤了溶液中單根銀納米線的動態(tài)轉(zhuǎn)化過程，在空間上刻畫了納米線反應(yīng)動力學(xué)分布，為建立納米線表面缺陷、重構(gòu)與反應(yīng)活性的關(guān)系提供了關(guān)鍵證據(jù)。該免標(biāo)記成像分析方法，可以與電子顯微鏡等技術(shù)耦合表征納米材料的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，為高分辨原位成像分析污染物的催化轉(zhuǎn)化動態(tài)過程和解析其構(gòu)效關(guān)系提供了有效的分析方法與技術(shù)平臺。

圖2. 單根銀納米線表界面動態(tài)反應(yīng)過程的高分辨成像

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39866-8