催化加氢和氢迁移主要发生在催化剂的特定位点，通常与表面异质性缺陷有关，因此有必要开发一种观察纳米级氢溢出的方法以鉴定这些活性位点。然而，很少有方法可以达到纳米级的分辨率，即使这样，通常也只能在超高真空下，即远离实际反应条件下才能实现。因此，在接近温和催化条件的温度和压力下，以纳米尺度的空间分辨率光谱可视化催化位点和氢溢出区域仍然是一个挑战。

近日，苏黎世联邦理工学院Renato Zenobi，Jeremy O. Richardson，Li-Qing Zheng，厦门大学李剑锋教授报道了利用针尖增强拉曼光谱（TERS）成像技术研究了CNBT自组装膜（SAMs）在Pd/Au双金属催化剂上温和条件下的加氢反应，其化学空间分辨率为~10 nm。

文章要点

1）利用TERS一维线扫描和二维图对反应位点进行了光谱可视化，揭示了表面结构与催化活性的关系。此外，通过将氢化产物的分布与共局域STM图像相关联，获得了从Pd到Au的氢溢出的直接光谱证据。

2）研究发现，反应区不仅位于Pd区，而且在一定程度上也位于相邻的Au区(15-30 nm内)。其氢溢出现象与反应速率的密度泛函理论计算结果相一致。

该研究表明，TERS作为一种强大的分析工具，提供了一种独特的方法来研究催化反应中局部结构-反应性关系。

Yin, H., Zheng, L., Fang, W. et al. Nanometre-scale spectroscopic visualization of catalytic sites during a hydrogenation reaction on a Pd/Au bimetallic catalyst. Nat Catal (2020)

DOI：10.1038/s41929-020-00511-y

https://doi.org/10.1038/s41929-020-00511-y