Como um metal não nobre, o cobre oxida mais facilmente para uma valência positiva (Cu + ou Cu2 +) do que os elementos da mesma família Au ou Ag. Em geral, esta propriedade química é determinada principalmente pela estrutura do elétron. Podemos mudar as propriedades químicas de um elemento regulando sua estrutura de elétrons? O Cu pode atuar como um metal nobre em reações catalíticas?

Uma equipe liderada pelo Dr. Sun Jian do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) deu uma resposta positiva. Artigo publicado recentemente pela equipe em Avanços da Ciência mostra que a estrutura eletrônica do Cu pode ser alterada, assistido por plasma de alta energia, fazer o Cu exibir comportamentos catalíticos significativamente diferentes do que o Cu normal em reações de hidrogenação seletiva.

A reação de hidrogenação de dimetil oxalato (DMO), uma reação catalítica típica de várias etapas produzindo glicolato de metila (MG), etilenoglicol ou etanol, foi selecionado como uma reação de sonda para cobre. Nesta reação, o produto comum sobre Cu / SiO suportado ₂ catalisadores é um dos dois últimos devido à coexistência inevitável de Cu + e Cu0 para hidrogenação profunda.

O Cu pulverizado (SP), que é bombardeado por plasma de argônio de alta energia, pode ser "congelado" em valência zero quando exposto à oxidação ou atmosfera de reação em uma ampla faixa de temperatura, apresentando comportamentos semelhantes ao metal nobre.

Na hidrogenação DMO, uma alta seletividade (87%) para o produto de hidrogenação preliminar, MG, um produto químico de alto valor, foi observado. A superfície de energia livre do nível da molécula em várias vias de reação por cálculo DFT também verifica que o Cu0 "congelado" é crucial para a hidrogenação preliminar.