原位透射电子显微镜是电子显微镜未来主要的发展方向之一,它提供了在原子水平上观察材料对外部刺激的反应,发现化学或结构转换过程中的瞬态,并将材料结构与其功能关联起来的机会。液体池的发展为研究液体环境中材料的动态过程提供了许多机遇,如纳米材料的成核与生长、自组装、电化学过程等。近年来,铂基合金作为氧还原反应的阴极催化剂得到了广泛的研究,而在实际应用过程中合金成分流失、金属表面偏析、氧化腐蚀、奥氏熟化等现象通常会影响催化活性和稳定性。对铂合金表面偏析虽有实验和计算研究,但是这些大部分是在气态环境或非原位条件下进行,无法推测铂基合金催化剂在实际应用过程中内在结构变化导致的催化性能下降。原位液体透射电镜为实时观测铂基合金在液体环境中的行为提供了新的原位表征技术。对比其他原位表征手段,原位透射电镜具有高的时空分辨率,可以通过在原子尺度下实时观察液相反应的进行,从而研究反应的本质机理。1.通过溶剂热法制备了 Pt3Cu纳米粒子,采用原位液体透射电镜技术实时观察Pt3Cu纳米合金在电子束诱导下发生反奥氏熟化现象,研究发现生长速率dr/dt与纳米粒子半径r成反比,而溶解速率的趋势并不是简单的粒度函数。新生成的纳米粒子尺寸缩小,且分布均匀,因此反奥氏熟化为得到单分散纳米粒子提供了一个很好的途径。反奥氏熟化过程中总体积维持在一定范围,即质量从大颗粒运输到小颗粒,推测是前驱体的化学势变化引起的。2.采用原位液体透射电镜技术实时观察Pt3Cu纳米合金在电子束诱导下在还原性溶液环境中原子偏析的过程。观察到粒子表面发生偏析时,出现一层衬度更低的物质覆盖在表面,并发现该过程促进了二维片生长,验证了“晶种外延生长理论”的反应机理。3.采用原位液体透射电镜技术实时观察Pt3Cu纳米合金在电子束诱导下在水溶液中原子偏析的过程。纳米粒子表面偏析诱导结构变化及晶格塌缩,并在表面外产生氧化铜。