Átomos de metal único suportados têm atraído amplo interesse por sua alta eficiência demonstrada na catálise de metal único. A preparação de tais catalisadores, Contudo, continua desafiador, como os átomos de metal neutro têm uma forte tendência para aglomerar em partículas de metal em preparações típicas.

Pesquisadores do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Delaware relataram uma maneira de produzir um reservatório líquido incolor de átomos de platina discretos semelhantes a metais. Suas descobertas foram publicadas em Nature Communications .

Os sais de cloreto de platina são reduzidos por álcoois a átomos de metal de platina únicos em um surfactante líquido ambientalmente benigno. Os átomos de Pt individuais são protegidos por um manto de cloridratos e ancorados no líquido por meio de átomos de oxigênio abundantes. A preparação dos átomos de Pt semelhantes a metal é escalonável.

Como um metal nobre, nanopartículas de Pt metálicas em suportes de carbono ou óxido são amplamente utilizadas nas indústrias de refino de petróleo e química devido às suas funções catalíticas exclusivas. "A reserva de Pt na Terra é limitada, e cerca de 5,6 toneladas de Pt são consumidas todos os anos apenas na indústria de silicone, "disse Z. Conrad Zhang, quem liderou a pesquisa.

Os pesquisadores testaram o desempenho catalítico do líquido carregado com átomos de Pt. "Descobrimos que os átomos de Pt deficientes em elétrons no líquido exibiram atividade superalta e alta seletividade para a reação em comparação com catalisadores de Pt conhecidos, "disse LIU Kairui, estudante de pós-graduação e principal autor do artigo.

Os átomos de Pt discretos acoplados não se agregam sob as condições de reação - retendo alta atividade e permanecendo incolores por meio de usos repetidos. "A alta atividade, a seletividade e a estabilidade deste catalisador podem reduzir drasticamente a quantidade de Pt consumida pela indústria de silicone e pode ser amplamente aplicável a outras aplicações, "Disse Zhang.

Embora o líquido carregado com os átomos de Pt seja estável a 120 ° C e permaneça límpido por mais de seis meses na prateleira à temperatura ambiente, os pesquisadores descobriram que escureceu devido à agregação dos átomos de Pt quando expostos a raios-X ou feixes de elétrons frequentemente empregados para caracterizar os átomos de Pt. Para resolver este desafio, os pesquisadores se voltaram para a espectroscopia de ressonância magnética nuclear 195Pt (NMR) como a ferramenta que foi encontrada para fornecer evidências inequívocas para os átomos de Pt produzidos.

"Os dados espectroscópicos de NMR do líquido não apenas mostraram de forma inequívoca a natureza discreta dos átomos de Pt mononucleares, mas também revelou apenas um monóxido de carbono coordenado a um átomo de Pt, "disse o professor Bai Shi, da Universidade de Delaware.

"Estamos expandindo os depósitos de vários átomos de metal em nossa pesquisa atual. A síntese bem-sucedida de mantos facilmente removíveis dos átomos de Pt na fase líquida pode permitir a fabricação atomicamente controlável de materiais catalíticos e materiais metálicos por projeto, "disse Zhang.