p Catalisadores de platina altamente dispersos fornecem novas possibilidades para processos industriais, como a combustão sem chama de metano, propano, ou monóxido de carbono, que tem menos emissões e é mais eficiente em termos de recursos e consistente do que a combustão convencional. No jornal Angewandte Chemie , uma equipe de pesquisadores relata quais espécies de platina são ativas em oxidações de alta temperatura e quais mudanças elas podem sofrer no curso do processo - pré-requisitos importantes para a otimização de catalisadores. p Átomos de metal individuais e aglomerados consistindo de apenas alguns átomos de metal têm propriedades catalíticas interessantes determinadas pela natureza exata das espécies de metal ativo. Usualmente, estes são altamente dispersos e depositados em um suporte como o zeólito, que é uma estrutura de estrutura de silicato porosa que também desempenha um papel nas características de um catalisador. Mesmo a menor mudança nos centros ativos pode reduzir drasticamente a eficiência de um catalisador. Por exemplo, metais nobres como a platina tendem a se tornar permanentemente desativados por meio da sinterização em condições adversas.

p É difícil determinar quais espécies específicas de platina desempenham um papel nas oxidações de alta temperatura, Contudo, porque um número significativo de tais espécies não pode ser facilmente obtido sem o envolvimento de seu suporte na catálise. Uma equipe liderada por Pedro Serna (ExxonMobil Research and Engineering Co., Nova Jersey, NÓS.), bem como Manuel Moliner e Avelino Corma (Universitat Politècnica de València, Espanha) investigou o comportamento de átomos de platina individuais e pequenos aglomerados de platina em zeólitas CHA especiais, que são suportes não redutíveis que podem estabilizar muito bem essas espécies.

p Seu primeiro experimento foi uma investigação de divisão de O ( ₂ ) usando dois tipos diferentes de moléculas de oxigênio isotopicamente puras, ( ¹⁶ ) O ( ₂ ) e ( ¹⁸ ) O ( ₂ ) Quanto mais ativo o catalisador, quanto mais misturado ( ¹⁶ ) O ( ¹⁸ ) As moléculas O são formadas na recombinação dos átomos dissociados. Foi demonstrado que aglomerados de platina com menos de um nanômetro são significativamente mais ativos do que átomos individuais ou aglomerados maiores. Contudo, em temperaturas moderadas (200 ° C), os minúsculos aglomerados se desfazem com o tempo em átomos de platina individuais e a atividade catalítica para dividir o oxigênio termina.

p Em contraste, a equipe descobriu que para a oxidação de alcanos, como metano, em temperaturas mais altas, a combustão catalítica foi realizada por átomos de platina individuais. Estes são formados in situ na corrente de oxigênio dos aglomerados iniciais, como foi mostrado por espectroscopia de absorção de raios-X e por microscopia eletrônica. A etapa crítica nessas oxidações não é a divisão de O ( ₂ ), mas a quebra de ligações C-H, que é menos sensível às mudanças na estrutura do site ativo.

p Para a oxidação de CO, a catálise é dominada por aglomerados de platina. Os átomos de platina individuais não podem ser estabilizados no fluxo de CO, e assim, não desempenham nenhum papel. Em comparação com suportes feitos de óxido de alumínio, a zeólita CHA proporcionou maior atividade e maior estabilidade dos aglomerados de platina na presença de CO.

p A alta estabilidade de átomos de platina individuais para combustão de metano e de pequenos aglomerados de platina para oxidação de CO, que é retido após a regeneração ou tratamento com vapor quente, abre novas possibilidades para sistemas feitos de zeólitas de platina e silicato como catalisadores heterogêneos eficientes e robustos para uma variedade de cenários de oxidação de alta temperatura.