Использование золотых наночастиц для удаления окиси углерода

Инновационный метод был разработан исследователями для создания наночастиц золота на перспективной молекулярной поддержке, называемой полиоксометаллатом (POM). Команда из Токийского столичного университета успешно применила этот метод для достижения почти 100% -ной конверсии газооксида углерода (CO) в широком температурном диапазоне, демонстрируя стабильную работу в течение продолжительных периодов времени. Исследователи продемонстрировали, как следы воды играют уникальную роль в функции катализатора, обеспечивая лучшее понимание катализа и его потенциальных применений в очистке воздуха в помещении и выхлопных газах.

Новый катализатор, состоящий из наночастиц золота, нанесенных на полиоксометаллат типа Кеггин (POM) с цезием поваренная соль. Структура показала высокую активность и стабильность для окисления СО; было обнаружено, что следовые количества воды имеют важное значение для функции материала. Каталитическая активность показала уникальную U-образную зависимость от температуры. (Image credit: Toru Murayama)

Очистка газа является значительным промышленным процессом, будь то в каталитических конвертерах для выхлопных газов автомобилей, заводов или внутреннего очистителя воздуха. В последнее время исследования сосредоточены на использовании частиц золота нанометрового размера, которые известны своим потенциалом для ускорения («катализирования») химических реакций даже при чрезвычайно малых (<5 нм) размерах. Они обычно должны устанавливаться на твердой «поддержке».

Исследовательская группа, возглавляемая Тору Мураямой (профессором проекта) и Масатаке Харутой (профессор), успешно интегрировала наночастицы золота с POMs, потенциальным материалом поддержки, который уже стал предметом интенсивных исследований в области естественных наук, медицины и катализа

До сих пор POM и их соли, т. Е. Молекулярные ионные виды металлических оксидов, не были широко использованы для стабилизации частиц золота. Используя метод иммобилизации золя, исследователи установили частицы золота размером до 2 нм и эффективно применили его к низкотемпературному очистителю газа СО. Новый катализатор золота-ПОМ продемонстрировал эффективную конверсию при -50 ° С, что является исключительной производительностью даже для катализатора на основе наночастиц золота, а также показало стабильное и полное удаление одной% -ной концентрации СО в течение 35 дней при 0 ° C, без разрушения материала.

Команда заметила, что более высокая производительность обусловлена ​​меньшими размерами частиц и что эффективность преобразования материала демонстрирует уникальную зависимость от температуры. Это в конечном итоге привело к выводам, что следовые количества воды были очень важны для функции материала. Это был первый новый механизм, предложенный для катализа в POM / золотых катализаторах. Как метод, так и недавно обнаруженный механизм могут обеспечить более глубокое понимание катализа, а также показать его потенциальное использование в промышленной фильтрации для жидкостей и газов.

Программа «Нанотехнологическая платформа» Министерства образования, культуры, спорта, науки и техники (MEXT), Япония, поддержала исследование. Рукопись, сообщающая об этом, была опубликована в Интернете в Angewandte Chemie, International Edition .

Source link