Os catalisadores de átomo único suportados (SACs) surgiram como uma nova fronteira na catálise heterogênea e atraíram amplo interesse por seu bom desempenho catalítico demonstrado devido à alta eficiência atômica e sítios ativos relativamente homogêneos.

Os engenheiros desenvolveram estratégias para fabricar SACs. Contudo, estabilizá-los efetivamente continua sendo um desafio, como átomos isolados dispersos individualmente tendem a se agregar em nanopartículas (NPs) termodinamicamente mais estáveis.

Cientistas da Universidade Nacional de Cingapura, Universidade de Kyoto, A Universidade de Hokkaido e o Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram agora uma estratégia para estabilizar átomos de metal isolados em vários suportes de óxido usando líquidos iônicos (ILs) como um estabilizador eletrônico. Suas descobertas foram publicadas em Chem em 4 de novembro.

Os cientistas investigaram o efeito de ILs comuns na estabilização de Pt1 e Pd1 de átomo único em vários suportes. O SAC estabilizado por ILs (ILSSAC) 0.2Pt / HAP (hidroxiapatita) foi primeiro selecionado como um exemplo para caracterizar o estado de dispersão de Pt antes e após a reação de hidrogenação, e quantificar o efeito de estabilização eletrostática de ILs em Pt de átomo único usando cálculos de teoria funcional de densidade (DFT).

Depois, a estratégia foi estendida para catalisadores Pt1 dispersos em vários suportes e catalisadores Pd1 de átomo único carregados em HAP para provar a aplicabilidade geral da estratégia.

"Os resultados mostraram que a introdução de líquidos iônicos como um estabilizador não apenas estabiliza eficazmente Pt1 e Pd1 de átomo único em HAP e outros suportes de óxido, mas também melhora seu desempenho catalítico, "disse Qiao Botao, pesquisador do DICP.

Considerando que as propriedades físico-químicas dos ILs podem ser facilmente ajustadas pelo controle racional de cátions e ânions, A estabilização de ILs é uma estratégia simples para aumentar a estabilidade de uma ampla gama de catalisadores de átomo único já relatados na literatura ou em desenvolvimento em vários laboratórios.