普遍存在的水中金属自发表面钝化的微观机制在很大程度上仍然难以捉摸。

在这里，纽约州立大学宾厄姆顿分校Guangwen Zhou使用原位环境电子显微镜以原子方式监测铝表面和水蒸气之间的反应动力学，提供了直接的实验证据，表明表面钝化导致双层氧化膜由晶体状Al(OH)₃顶层和内层为非晶态Al₂O₃。

文章要点

1）Al(OH)₃层保持约5.0Å的恒定厚度，而内部Al₂O₃层在Al₂O₃/Al界面处生长至极限厚度。

2）在实验数据和原子模型的基础上，研究人员展示了H₂O分子与Al、Al₂O₃和Al(OH)₃表面终端的解离途径的可调性。

这些基本见解可能对表面钝化和催化水制氢这两个看似不同但本质上相关的学科的材料和反应设计具有实际意义。

参考文献

Xiaobo Chen, et al, Atomistic mechanisms of water vapor–induced surface passivation, Sci. Adv. 9 (44), eadh5565.

DOI: 10.1126/sciadv.adh5565

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh5565