STM 的工作原理基于量子隧道效應(yīng)。當(dāng)原子尺度尖銳的探針與催化劑樣品表面距離非常接近時(shí)，在外加電場(chǎng)作用下，電子會(huì)穿過(guò)兩者之間的絕緣層產(chǎn)生隧道電流。通過(guò)檢測(cè)該電流并進(jìn)行信息處理，可獲得樣品表面的形貌信息。STM 的分辨率，可達(dá)到原子級(jí)別，能夠清晰地分辨出催化劑表面原子的排列情況，還能獲取樣品表面的電荷分布、電子態(tài)等物理信息。

原位催化劑掃描隧道顯微鏡Cat-STM可以在原子尺度上提供催化劑表面的詳細(xì)信息，在催化劑研究中具有重要應(yīng)用：STM 可以直接觀(guān)察催化劑表面原子的排列、吸附物種的構(gòu)型以及表面缺陷等情況。例如，通過(guò) STM 可以觀(guān)察到單原子催化劑中原子的分散狀態(tài)、原子間的鍵合情況以及它們?cè)谳d體表面的錨定位點(diǎn)。這對(duì)于理解催化劑的活性中心結(jié)構(gòu)、催化反應(yīng)機(jī)理以及催化劑的失活機(jī)制等方面具有重要意義。此外，STM 還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化劑表面的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，如在催化反應(yīng)過(guò)程中，觀(guān)察反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附、解離以及產(chǎn)物的生成和脫附等過(guò)程，為研究催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)提供了直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

IPS愛(ài)譜斯Cat-STM的核心優(yōu)勢(shì)

    壓力和溫度控制

Cat-STM為表面科學(xué)和物理化學(xué)領(lǐng)域引入了另一個(gè)維度：在從UHV到高達(dá)6bar的反應(yīng)性氣體氣氛以及升高溫度的條件下進(jìn)行操作中掃描探針實(shí)驗(yàn)。在工業(yè)條件下觀(guān)察實(shí)際過(guò)程。

    關(guān)聯(lián)表面形貌

使用Cat-STM系統(tǒng)，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)表面形貌和作為進(jìn)料氣體組成函數(shù)的反應(yīng)產(chǎn)物。Cat-STM可以在批處理反應(yīng)器和流動(dòng)反應(yīng)器模式下操作。

    快速氣體切換

體積< 5mL的反應(yīng)器的獨(dú)特設(shè)計(jì)允許快速的壓力和氣體混合物變化，并使用我們專(zhuān)用的LPM在線(xiàn)氣體分析儀檢測(cè)少量反應(yīng)產(chǎn)物。

    簡(jiǎn)單的UHV系統(tǒng)集成

Cat-STM單元兼容UHV，可以集成到新的或現(xiàn)有的UHV系統(tǒng)中。它可以與所有常見(jiàn)的UHV樣品制備和分析工具結(jié)合使用。

    原位標(biāo)記樣品切換

這允許在高壓力實(shí)驗(yàn)之前，原位制備定義明確的樣品，以及在UHV環(huán)境中研究暴露于高壓力后的樣品，而無(wú)需將樣品暴露于空氣。