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  • Nanopartículas semelhantes a gemas de metais preciosos brilham como catalisadores
    p Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um novo método para fazer catalisadores altamente desejáveis ​​a partir de nanopartículas de metal que podem levar a melhores células de combustível, entre outras aplicações. Esta é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura em cores falsas de nanopartículas tetrahexaédricas. Crédito:Northwestern University

    p Uma equipe de pesquisa da Northwestern University desenvolveu um novo método para fazer catalisadores altamente desejáveis ​​a partir de nanopartículas de metal que podem levar a melhores células de combustível, entre outras aplicações. Os pesquisadores também descobriram que o método pode pegar catalisadores gastos e reciclá-los em catalisadores ativos. p Feito principalmente de metais preciosos, esses catalisadores cobiçados têm o formato de gemas. Cada partícula tem 24 faces diferentes que apresentam átomos na superfície de maneiras que as tornam mais cataliticamente ativas do que as disponíveis comercialmente.

    p A metodologia leva precursores básicos de metal, e, usando calor e oligoelementos de estabilização, transforma rapidamente sua forma em estruturas que são altamente ativas cataliticamente. Produtos comerciais como células de combustível - fontes importantes de energia limpa - dependem desses catalisadores.

    p O método é geral; o estudo mostra que funciona com cinco nanopartículas monometálicas e uma biblioteca de nanopartículas bimetálicas, abrangendo sete metais diferentes, incluindo platina, cobalto e níquel.

    p "Muitos desses metais preciosos são responsáveis ​​por catalisar algumas das mais importantes transformações químicas usadas na química, indústrias de petróleo e células de combustível, "disse Chad A. Mirkin, o professor de química George B. Rathmann no Weinberg College of Arts and Sciences, quem liderou a pesquisa.

    p "Nós não apenas podemos preparar catalisadores comercialmente desejáveis, mas podemos reciclar os catalisadores de células de combustível usados ​​nas formas mais ativas. Os catalisadores degradam-se lentamente com o tempo e mudam, portanto, o fato de podermos recuperar e reativar esses catalisadores feitos de materiais caros é extremamente valioso, "Mirkin disse.

    p Os pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um novo método que pode reciclar catalisadores usados ​​em catalisadores ativos. Cada partícula tem 24 faces diferentes que apresentam átomos na superfície de maneiras que as tornam mais cataliticamente ativas do que as disponíveis comercialmente. Crédito:Northwestern University

    p O estudo, que inclui simulações e experimentos, será publicado em 13 de setembro na revista Ciência .

    p Os novos catalisadores são chamados de catalisadores de nanopartículas de faceta de alto índice - uma forma ideal para acelerar reações químicas. A equipe de Mirkin descobriu que seus catalisadores de platina eram 20 vezes mais rápidos do que a forma comercial de baixo índice para a reação de eletrooxidação de ácido fórmico (com base no conteúdo de platina).

    p "A platina na forma de faceta de alto índice é diferente e melhor do que em outras formas de nanopartículas, "disse Chris Wolverton, um co-autor do estudo e Jerome B. Cohen Professor de Ciência e Engenharia de Materiais na McCormick School of Engineering da Northwestern.

    p "É tudo sobre química, "acrescentou Mirkin, que também é diretor do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Northwestern.

    p Linha superior:Três imagens representativas de microscopia eletrônica de varredura de partículas de platina tetrahexahedra registradas ao longo do [100], [110] e [111] direções do cristal. Abaixo:Uma biblioteca de nanopartículas tetrahexaédricas de liga monometálica e bimetálica. Crédito:Northwestern University

    p A equipe multidisciplinar de Mirkin também inclui Vinayak Dravid, o professor Abraham Harris de Ciência e Engenharia de Materiais, em McCormick.

    p A catálise contribui com mais de 35% do produto interno bruto mundial, de acordo com o Conselho Americano de Química. Os novos catalisadores podem ser feitos em massa e sem o uso de ligantes, que pode comprometer a atividade catalítica. O processo que pode criar novos catalisadores e reciclar catalisadores usados ​​é rápido e escalonável.

    p Mirkin disse que a tecnologia pode não estar longe de ser usada comercialmente. "Este tipo de tecnologia está pronto para ser ampliado e amplamente utilizado na comunidade de catálise, " ele disse.

    p o Ciência o artigo é intitulado "Regulação da forma de nanopartículas de facetas de alto índice por desalfiamento". O primeiro autor é Liliang Huang, um estudante de graduação no laboratório de Mirkin.


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