控制铂纳米粒子的结构并调整其催化性能

刚刚发表在《自然催化》上的一篇新文章展示了控制铂纳米颗粒结构和调节其催化性能的简单方法。

由加的夫催化研究所(CCI)领导的研究与利哈伊大学,贾赞大学,浙江大学,格拉斯哥大学,博洛尼亚大学,哈威尔研究中心(RCaH)和伦敦大学学院的科学家合作,结合了他们独特的技能来开发和开发了解使用先进的表征方法(尤其是Diamond Light Source的TEM和B18),如何使用一种简单的制备方法来控制和操纵金属纳米颗粒的结构。这些金属纳米粒子在工业上被广泛用作创新催化剂,用于生产大宗化学品,例如聚合物,液体燃料(例如柴油,汽油)和其他特种化学品(医药产品)。

卡迪夫催化研究所的Meenakshisundaram Sankar和GJ Hutchings共同领导了这项研究,他解释说:“仅通过优化非常标准的制备参数,我们就表明如何能够控制负载在二氧化钛上的铂纳米颗粒的结构特征,从而产生高活性和用于合成功能化苯胺的选择性催化剂,这些产品用于合成日常用品,例如药品,肥料和染料,这是在理解制备参数在调节铂纳米颗粒结构中的作用方面迈出的一大步,使我们能够设计出更具活性的金属纳米颗粒。”

本文的关键特征是通过各种热处理并使用极少量的铂来生产优化的催化剂,从而调节铂纳米颗粒中的活性位点(发生催化反应的位置)。

戴蒙德(Diamond)合作的研究机构之一,位于哈威尔(Harwell)研究中心的UCL无机化学教授安迪·比尔(Andy Beale)说:“通过减少10倍的铂金属,我们已经大大降低了制造这种催化剂的成本。就金属而言,该催化剂的活性与目前的市售催化剂同等或更高。另一个重要的优点是该催化剂不会产生任何不希望的副产物(副产物会产生浪费,并且分离和净化非常昂贵)。”

英国的同步加速器(Synchrotron)是一个多学科的团队,可以利用Diamond Light Source的强大表征资源,使CCI研究人员对优化这种纳米粒子催化剂系统所需的结构有了基本的了解。

该研究已发表在《自然催化》中的标题为“ 3-硝基苯乙烯化学选择性加氢的Pt / TiO 2催化剂中催化位的调节”中。

Diamond Light Source物理科学总监Laurent Chapon教授总结说:“据估计,催化作用涉及所有化学过程的90%和市场上60%的化学产品的创造,这就是为什么要在经济和环境方面的考虑都推动了对这一级别催化剂的理解;因此,全球对优化新催化材料的合成和理解催化的基本过程有着浓厚的兴趣。

“在Diamond公司,我们提供专业的分析技术,用于各种催化材料的原子到微观表征,以及对最先进的催化过程的原位研究。我们很高兴的是,迄今为止,该团队已经成功地调整了催化过程。铂 纳米粒子的催化性能。”

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