金属纳米粒子点燃另一条环保催化剂之路

东京工业大学的科学家已经生产出亚纳米金属颗粒，这种颗粒作为碳氢化合物氧化物的催化剂非常有效。这些催化剂比已知的Au-Pd双金属纳米催化剂有效50倍。

芳烃的氧化对于生产用于各种工业的各种有用的有机化合物是必不可少的。这些氧化过程需要使用通常对环境有害的催化剂和溶剂。因此，利用纳米催化粒子寻找无溶剂氧化方法引起了广泛关注。有趣的是，由贵金属组成的亚纳米催化颗粒(亚纳米催化剂或SNC)在工作中甚至更好，因为它们增加的表面积和独特的电子状态导致氧化烃的有利效果，并且还防止它们自身被氧化。这使得它们具有成本效益，因为SNC所需的金属量低于纳米级催化剂。

东京工业大学Kimihisa Yamamoto教授领导的团队，包括Miftakhul Huda博士、Keigo Minamisawa博士、Takamasa Tsukamoto博士和Makoto Tanabe博士，通过使用树枝状聚合物创建了各种类型的类似SNC的球形分子，这些分子可以用作模板来包含所需的催化剂。“树枝状聚合物有望提供内部纳米空间，适合在金属颗粒存在的情况下进行催化转化，”Yamamoto解释道。

该团队根据使用的贵金属和每个催化颗粒中的原子数量，创造了不同大小的各种催化剂。他们比较了它们的性能，找到了最适合SNC的贵金属，然后试图确定其高催化活性背后的机制。发现SNC越小越好，而不太爱氧的金属(如铂)更好。该团队假设铂族SNC的表面不容易被氧化，这使得它们可以重复使用，并导致Pt19 SNC的催化性能最高，其效率可高达普通Au-Pd纳米催化剂的50倍。该团队将继续努力澄清这些催化现象。“包括理论考虑在内的更详细机制的开发目前正在进行中，”Tanabe说。

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