负载型纳米催化剂在催化反应中经常发生结构重构，进而导致催化剂的活化或者失活。相对于气-固体系，液相催化体系中引发催化剂结构变化的因素更加复杂，包括溶解引起的催化剂流失，与溶剂反应导致的催化剂的氧化、还原或毒化，以及液相环境导致催化剂相变等。深入研究液体介质在这一过程中的作用对于揭示液相反应体系中催化剂结构转变的机制至关重要。进一步探究反应介质与催化剂之间复杂的相互作用，有望为设计稳定催化剂和提高催化性能开辟新途径。

本文运用STEM、TEM、XRD、XPS和UV-Vis等多种手段，展示了负载在不同载体上的高分散AgO_x纳米团簇在液体环境中的结构演变。通过控制变量（时间、水量和温度）揭示了影响AgO_x结构演变的因素，并以此为切入点深入研究了AgO_x结构演变的机制。通过ICP-OES监测液相中Ag⁺的含量，证明了AgO_x在水中的溶解，进而解释了AgO_x在液体环境下的Ostwald熟化机制以及水和有机介质中AgO_x团聚机制的差异。

在本研究中，我们报道了负载型AgO_x纳米团簇在液体环境中的结构转变，并揭示了其变化机制。当高分散的Ag基催化剂浸泡在水中时，高度分散的AgO_x纳米团簇会形成大的Ag₂O颗粒。在这一过程中，水作为介质既可以溶解AgO_x纳米团簇，又能为Ag⁺离子提供迁移通道。水中的Ag⁺离子会沉积在载体或已有的AgO_x颗粒上形成Ag₂O颗粒。从结果来看，以小团簇的溶解为代价的大颗粒的形成和长大是典型的Ostwald熟化过程。而在有机溶剂中，AgO_x纳米团簇的聚集主要归因于有机溶剂对AgO_x纳米团簇的还原，促使其团聚生长为Ag颗粒。上述现象在不同载体上的普适性得到了验证，如氧化铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）和二氧化钛（TiO₂）。经水处理后的Ag基催化剂在CO氧化反应中表现出显著的催化性能下降，这是因为熟化过程导致的催化活性位点大量流失所致。

图1负载在Al₂O₃上的AgO_x团簇在浸水过程中的团聚。(a-b) 初始Ag_n/Al₂O₃样品的STEM和EDS图像以及粒径分布，(c) Ag_n/Al₂O₃样品浸水前后的XRD谱图，(d-e) Ag_n/Al₂O₃-H₂O样品的STEM和EDS图像以及粒径分布，(f) 商品化Ag、Ag₂O样品和Ag_n/Al₂O₃样品浸水前后的XPS及AES谱图。

傅强研究员课题组（http://www.fruit.dicp.ac.cn/）主要从事多相催化和电化学过程中的表界面研究，尤其重视利用先进表征手段（XPS，STM，PEEM，同步辐射技术等）原位、动态观测催化及储能过程。主要研究方向：一、催化反应中的界面作用（如SMSI、界面限域效应等）；二、模型氧化物表面CO、CO₂、H₂、H₂O等分子的活化机制；三、电化学器件（离子电池等）的原位表界面表征；四、近常压表征技术的开发。目前课题组招聘博士后，基础待遇年薪25万，并积极支持申请化物所优秀博士后（10万-30万）、国家博新计划以及国家/辽宁省对全球前100/200高校毕业生的政策补助。欢迎海内外有志之士加入，有意者可以直接联系傅老师（qfu@dicp.ac.cn）。

Liu C, Li R, Fan Y, et al. Liquid-mediated Ostwald ripening of Ag-based clusters supported on oxides. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-024-6503-y.