金屬納米粒子為環保催化劑開辟了另一條路線

由19個原子組成的鉑簇具有50倍的催化活性

東京工業大學的科學家們生產出了亞納米大小的金屬顆粒，作為碳氫化合物氧化的催化劑非常有效。這些催化劑的效率是眾所周知的Au-Pd雙金屬納米催化劑的50倍。

芳香族碳氫化合物的氧化對生產各種有用的有機化合物至關重要，這些有機化合物被用於所有類型的工業。這些氧化過程需要使用催化劑和溶劑，它們通常對環境有害。因此，利用納米催化顆粒尋找一種無溶劑的氧化過程引起了廣泛的關注。有趣的是，由貴金屬組成的亞納米級催化顆粒(亞納米催化劑，或SNCs)的工作性能甚至更好，因為它們的表面積增加和獨特的電子狀態對氧化烴類產生有利的影響，並防止它們自身被氧化。這使它們具有成本效益，因為SNCs所需的金屬量低於納米級催化劑。

研究團隊創造了多種類型的snc通過使用樹枝狀分子,它們可以使用樹狀球形分子作為模板,包含所需的催化劑。樹突狀分子有望提供內部納米太空，在金屬顆粒存在的情況下，這種納米太空可以用於催化轉化。研究小組根據所用的貴金屬和每個催化顆粒的原子數量，創造了不同大小的催化劑。他們比較了他們的性能，找到了製造SNCs的最佳貴金屬，然後試圖確定其高催化活性背後的機制。較小的snc更好，而較少的親氧金屬(如鉑)則更好。研究小組假設，鉑SNC的表面不易氧化，這使其可重複使用，並導致Pt19 SNC的最高催化性能，其效率可鋼彈普通Au-Pd納米催化劑的50倍。研究小組將繼續研究這些催化現象。“包括理論考慮在內的更詳細機制的開發目前正在進行中，”田邊說。這種催化劑的應用可以大大有助於減少汙染和提高我們對地球金屬資源的有效利用。