Catalisadores de nanopartículas metálicas suportadas desempenham um papel importante em uma série de reações industrialmente importantes para produção de combustível, síntese química fina, remoção de poluentes e coleta solar. No entanto, as NPs metálicas tendem a sinterizar e/ou lixiviar sob condições de reação adversas, causando a desativação do catalisador, especialmente para os metais com baixa temperatura de Tammann (por exemplo, Au, Cu). A regeneração dos catalisadores desativados é um processo complexo e caro; portanto, a estabilização das espécies metálicas contra sinterização e lixiviação é extremamente importante.
SMSI tem sido amplamente utilizado para estabilizar NPs de metais contra sinterização e/ou lixiviação. Além do método clássico de redução de alta temperatura, muitas novas rotas foram desenvolvidas para a construção de SMSIs de neótipos nos últimos anos. Considerando a importância dos SMSIs na estabilização do catalisador de nanopartículas metálicas suportadas, o Prof. Liang Wang e o Prof. Feng-Shou Xiao (Faculdade de Engenharia Química e Biológica, Universidade de Zhejiang) resumiram as diferentes novas estratégias para a construção de SMSIs. Suas vantagens na estabilização de NPs metálicas e na modulação da estrutura geométrica/eletrônica foram abordadas. Além disso, discutiu-se particularmente a força motriz por trás da formação de SMSIs e foram propostos os desafios atuais e perspectivas futuras para a construção de SMSIs de neótipos.

Os autores classificaram as novas rotas para a construção de SMSIs em quatro aspectos, incluindo interação oxidativa forte meta-suporte (O-SMSI), SMSI mediado por adsorbato (A-SMSI), SMSI induzido por reação e SMSI de química úmida (wcSMSI). Esses novos tipos de SMSIs têm características que são semelhantes ao SMSI clássico, mas são conceitualmente diferentes porque evitam a redução de alta temperatura para induzir o encapsulamento das nanopartículas metálicas. Os mecanismos de formação de SMSI por trás desses SMSIs de neótipos são diferentes, o que ajuda no desenvolvimento de catalisadores metálicos suportados mais eficientes no futuro.

Os autores enfatizaram que trabalhos futuros sobre estudos SMSI podem precisar se concentrar no controle fino da estrutura SMSI para aumentar o desempenho catalítico e usar as técnicas de caracterização operando para identificar a estrutura dinâmica dos catalisadores sob diferentes atmosferas para correlacionar a interação estrutura-desempenho. Além disso, os mecanismos por trás da formação de SMSI devem ser mais investigados para orientar a síntese de catalisadores metálicos suportados mais eficientes.

A pesquisa foi publicada na Science China Chemistry . + Explorar mais

Nova estratégia melhora a estabilidade dos catalisadores de metal do grupo da platina