p O papel da modificação de superfície de catalisadores de nanopartículas em reações de hidrogenação de alcino foi sistematicamente investigado pelo Grupo de Interfaces de Nanobio do Centro de Materiais em Nanoescala, trabalhando com pesquisadores nas divisões de Ciências e Engenharia Química e Ciência de Raios-X da Argonne. A equipe explica o efeito dos ligantes de superfície na seletividade e atividade de nanopartículas de platina e Co / Pt usando abordagens experimentais e computacionais. p Um equilíbrio ajustável entre a energética de adsorção de alcenos na superfície de nanopartículas nuas e tampadas define a seletividade do nanocatalisador para o alceno na reação de hidrogenação do alcino. Adição de alquilaminas primárias à platina e CoPt ₃ catalisadores de nanopartículas podem aumentar drasticamente a seletividade para alceno de 0 a mais de 90% com cerca de 99,9% de conversão. O aumento da cobertura da alquilamina primária na superfície das nanopartículas leva a uma diminuição na energia de ligação dos octenos e eventual competição entre o octeno e as alquilaminas primárias por sítios de adsorção. Com cobertura suficientemente alta com alquilamina primária, as alquilaminas dominam, o que impede a hidrogenação adicional de alcenos em alcanos. As aminas primárias com diferentes comprimentos de cadeias de carbono têm energias de adsorção semelhantes na superfície dos catalisadores e, consequentemente, o mesmo efeito na seletividade. Quando a energia de adsorção de ligantes de capeamento na superfície catalítica é menor do que a energia de adsorção de alquenos, os ligantes não afetam a seletividade da hidrogenação de alcino em alceno. Por outro lado, capping ligandos com energias de adsorção na superfície catalítica maiores do que o alcino reduz sua atividade resultando em baixa conversão de alcinos.

p O significado deste trabalho é que os catalisadores com seletividade melhorada podem reduzir profundamente a quantidade de resíduos químicos gerados. Uma compreensão clara do papel dos ligantes de capeamento em nanopartículas sintetizadas quimicamente durante as reações catalíticas está longe de ser completa. Esta investigação sistemática revela o papel da modificação da superfície do nanocatalisador na hidrogenação do alcino.