Surface differences of oxide nanocrystals determined by geometry and exogenously coordinated water molecules.
Surface differences of oxide nanocrystals determined by geometry and exogenously coordinated water molecules.
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氧化物纳米晶体的表面差异由几何形状和外源水分分子确定。
DOI：
10.1039/d2sc03885d
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发表时间：
2022-09-28
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
确定氧化物纳米晶体的不同表面是建立结构-性能关系的关键。在许多情况下，只考虑表面几何形状，而忽略了周围环境的影响，例如表面上无处不在的水。在这里，我们应用固态核磁共振波谱来探索形貌控制的纳米二氧化铈晶体的面形差异，考虑几何形状和水吸附。氧化铈（111）、（110）和（100）面第一层的三配位氧离子在干燥表面表现出明显的17O NMR位移，而这些17O NMR参数在水存在时发生变化，表明其对氧化物表面的影响不可忽略。因此，在未来的研究中应考虑到水与氧化物表面的相互作用及其对化学环境的影响，而固态核磁共振波谱是获取此类信息的敏感方法。这项工作为阐明氧化物纳米材料的表面化学提供了新的见解。原子几何形状和周围环境（如外源配位水）的影响是确定氧化物表面化学环境的关键问题，而后者通常被忽略，应在未来的研究中加以考虑。
Determining the different surfaces of oxide nanocrystals is key in developing structure–property relations. In many cases, only surface geometry is considered while ignoring the influence of surroundings, such as ubiquitous water on the surface. Here we apply 17O solid-state NMR spectroscopy to explore the facet differences of morphology-controlled ceria nanocrystals considering both geometry and water adsorption. Tri-coordinated oxygen ions at the 1st layer of ceria (111), (110), and (100) facets exhibit distinct 17O NMR shifts at dry surfaces while these 17O NMR parameters vary in the presence of water, indicating its non-negligible effects on the oxide surface. Thus, the interaction between water and oxide surfaces and its impact on the chemical environment should be considered in future studies, and solid-state NMR spectroscopy is a sensitive approach for obtaining such information. The work provides new insights into elucidating the surface chemistry of oxide nanomaterials. Both atomic geometry and the influence of surroundings (e.g., exogenously coordinated water) are key issues for determining the chemical environment of oxide surfaces, whereas the latter is usually ignored and should be considered in future studies.
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