在应用环境中对催化剂进行考察在实验领域中有非常大的难度和挑战，而且反应温度、压力、反应物混合比例、催化剂结构等反应条件都能够对其中的实验结果产生显著影响，对于广泛应用于CO氧化的Pt催化剂而言，以往人们一直都对Pt催化剂的表面氧化态在高温条件中、环境气氛等过程中的变化情况存在争议。有鉴于此，查尔姆斯理工大学Christoph Langhammer等报道了一种纳米反应器，通过在450~550 K温度区间内，2 bar压力中，储存在纳米流体模型孔中在CO氧化反应过程中对单个Pt纳米粒子催化剂进行单颗粒plasmonic纳米光谱表征。

本文要点：

（1）

发现这种单颗粒表征技术能够有效的分辨反应中动力学相转变过程，同时每个纳米颗粒都有可观测到的特定和相互区别的信号，基于空间分辨测试方法，作者观测到，由于在模型控结构内的化学反应转化导致和位置有关的微粒动力学相转变，如何导致反应物的浓度产生梯度变化。

（2）

通过电动力学仿真对单个Pt纳米粒子表面结构变化随着反应物组成的变化情况，发现其中Pt-氧化物的形成和温度变化有关、发现氧向SiO₂基底上的溢流现象是其中起到关键作用的因素。

（3）

以上结果说明催化活性较高的催化剂中Pt存在表面氧化物层，展示了这种plasmonic纳米光谱技术、纳米流体进行结合，能够实现对单个催化剂纳米颗粒进行原位研究。

参考文献

David Albinsson, Stephan Bartling, Sara Nilsson, Henrik Ström, Joachim Fritzsche, and Christoph Langhammer,* Shedding Light on CO Oxidation Surface Chemistry on Single Pt Catalyst Nanoparticles Inside a Nanofluidic Model Pore, ACS Catal. 2021, 11, 2021–2033

DOI: 10.1021/acscatal.0c04955

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c04955