金属纳米粒子为环保催化剂开辟了另一条道路

金属纳米粒子为环保催化剂开辟了另一条道路

由19个原子组成的铂簇具有50倍的催化活性

东京工业大学的科学家们生产出了亚纳米大小的金属颗粒，作为碳氢化合物氧化的催化剂非常有效。这些催化剂的效率是众所周知的Au-Pd双金属纳米催化剂的50倍。

芳香族碳氢化合物的氧化对生产各种有用的有机化合物至关重要，这些有机化合物被用于所有类型的工业。这些氧化过程需要使用催化剂和溶剂，它们通常对环境有害。因此，利用纳米催化颗粒寻找一种无溶剂的氧化过程引起了广泛的关注。有趣的是，由贵金属组成的亚纳米级催化颗粒(亚纳米催化剂，或SNCs)的工作性能甚至更好，因为它们的表面积增加和独特的电子状态对氧化烃类产生有利的影响，并防止它们自身被氧化。这使它们具有成本效益，因为SNCs所需的金属量低于纳米级催化剂。

研究团队创造了多种类型的snc通过使用树枝状分子,它们可以使用树状球形分子作为模板,包含所需的催化剂。树突状分子有望提供内部纳米空间，在金属颗粒存在的情况下，这种纳米空间可以用于催化转化。研究小组根据所用的贵金属和每个催化颗粒的原子数量，创造了不同大小的催化剂。他们比较了他们的性能，找到了制造SNCs的最佳贵金属，然后试图确定其高催化活性背后的机制。较小的snc更好，而较少的亲氧金属(如铂)则更好。研究小组假设，铂SNC的表面不易氧化，这使其可重复使用，并导致Pt19 SNC的最高催化性能，其效率可高达普通Au-Pd纳米催化剂的50倍。研究小组将继续研究这些催化现象。“包括理论考虑在内的更详细机制的开发目前正在进行中，”田边说。这种催化剂的应用可以大大有助于减少污染和提高我们对地球金属资源的有效利用。