Síntese de BNPs PdAu suportados (monólito) usando estratégia de nanorreator. Crédito:TIAN Zhengbin
Os catalisadores bimetálicos suportados são uma classe importante de catalisadores na catálise heterogênea. Eles podem ser aplicados em vários campos, como eletrocatálise, conversão de biomassa, e produção de hidrogênio.
Contudo, Os métodos tradicionais de impregnação e imobilização para sintetizar nanopartículas bimetálicas suportadas (BNPs) são frequentemente incontroláveis, criando assim BNPs com tamanho de partícula não uniforme, baixo grau de liga e distribuição não homogênea nos suportes. O resultado é baixo desempenho catalítico e baixa utilização de metal.
Para melhorar o desempenho e a eficiência dos BNPs suportados, Prof. WANG Guanghui e Prof. Jiang Heqing do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos (QIBEBT) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em colaboração com o Prof. Liu Jian do Instituto Dalian de Física Química (DICP) do CAS, propôs recentemente uma estratégia de nanorreator para síntese escalonável dos BNPs ultrafinos suportados.
Esta estratégia introduz sementes de alta qualidade (nanoclusters de Pd) e íons Au no polímero mesoporoso dopado com nitrogênio (NMP). O NMP é usado como um nanorreator para o crescimento semeado de BNPs de PdAu em estado sólido durante a redução térmica.
"O Pd sintetizado 1 Au 1/4 Os BNPs são muito uniformes em diâmetro com um erro de 0,5 nm, e estão homogeneamente dispersos no suporte NMP, "disse o Prof. Wang.
O Pd 1 Au 1/4 A amostra / NMP mostrou desempenho catalítico aprimorado na desidrogenação com ácido fórmico (FA) em comparação com os análogos monometálicos Pd / NMP e Au / NMP.
"A atividade aumentada pode ser atribuída à interação eletrônica entre Pd e Au no Pd 1 Au 1/4 BNPs. Além disso, a interação eletrônica pode ser ajustada alterando a composição de PdAu BNPs durante a síntese, "disse o Prof. Jiang.
Além disso, o produto PdAu / NMP pode ser moldado em um monólito por uma prensa de pellets sob pressão moderada (1,0 bar) sem quaisquer ligantes, devido à sua estrutura semelhante a um coral. O monólito contém macroporos abundantes que podem ser benéficos para a transferência de massa em uma reação líquida.
Notavelmente, o monólito de Pd 1 Au 1/4 / NMP ainda exibe atividade considerável na desidrogenação de FA com um valor de TOF de 3684 h-1 a 333 K, e pode ser reciclado cinco vezes sem perda de massa e mudanças na atividade.
Muitos outros BNPs baseados em Pd suportados (diâmetros variando de 2-3 nm) também foram sintetizados usando este método, incluindo PdRu, PdCo, PdNi, PdZn, PdAg e PdCu BNPs.
Esta estratégia de nanorreator proposta fornece uma rota eficaz para a síntese de vários catalisadores bimetálicos suportados. Esses catalisadores são promissores para aplicações em processos catalíticos verdes e sustentáveis.
Este estudo foi publicado em Materiais Hoje em 30 de julho.
