催化剂纳米颗粒 STEM EDS 表征方案

飞纳电镜 Phenom STEM 在形貌 尺寸 分布和化学组成分析中的应用

催化剂纳米颗粒表征通常需要同时获得形貌、尺寸、分散状态和元素组成信息。飞纳电镜 Phenom STEM 台式扫描透射电子显微镜支持标准 3 mm TEM 网格、BF/DF/HAADF 等成像模式，并可结合 EDS 点线面分析与元素 Mapping，对催化剂纳米颗粒开展结构和成分联合表征。

表征目标与对应方法

Phenom STEM 成像配置

不同 STEM 模式可以提供不同的对比度信息。HAADF 模式对高原子序数区域具有较强的对比表现，适合观察负载在载体上的金属纳米颗粒；BF 和 DF 则可从不同信号角度补充薄样品结构信息。

EDS 分析方式

EDS Mapping 支持点、线、面测量。分析时可以根据任务设置分析范围、空间分辨率和停留时间，并利用实时能谱查看选定区域的元素含量与分布。

点分析适合确认局部颗粒成分，线分析可观察元素沿指定路径的变化，面分析适合比较多种元素在较大区域内的空间分布。

CN(Co)-Pt 光催化材料案例

图 1 CN(Co)-Pt 光催化材料的 HAADF-STEM 与 EDS 元素分布图，比例尺 20 nm；数据由西安交通大学杨胜春教授提供

CN(Co)-Pt 为光束敏感光催化材料，利用铂和钴纳米颗粒的协同行为提升催化效率。HAADF-STEM 图像显示载体及高亮颗粒，EDS Mapping 显示 Pt、Co、C、O、N 等元素的空间分布。

结构图像与元素分布图结合后，可以判断高亮纳米颗粒的位置，并确认相关元素是否按预期分布在载体上。

适用样品与任务

该方案适用于催化剂纳米颗粒、纳米材料、电池材料、合金和生物技术等领域的薄样品研究。典型任务包括纳米颗粒粒径与分散性分析、载体表面颗粒定位、多元素 Mapping、局部成分确认以及光束敏感样品的低剂量观察。

实施注意事项

STEM 样品需要制备在标准 3 mm TEM 网格上，并满足透射成像对样品厚度的要求。对于光束敏感样品，应根据稳定性控制加速电压、束流和停留时间。EDS 的空间分辨率和采集时间也需要在信号强度与样品损伤风险之间进行平衡。

结论

飞纳电镜 Phenom STEM 将多模式透射成像与 EDS 点线面分析结合，可为催化剂纳米颗粒提供形貌、尺寸、分布和化学组成信息。标准 3 mm TEM 网格适配和少于三分钟的装样至成像流程，也便于开展快速样品确认与多区域分析。