As microestruturas de [email protected]. Crédito:ZHU, et. al
A oxidação catalítica à temperatura ambiente é uma abordagem eficiente para converter formaldeído (HCHO) em CO inofensivo 2 usando espécies reativas de oxigênio (ROS) na superfície de nanocatalisadores de metais nobres.
Contudo, o alto custo dos metais nobres impede a aplicação em larga escala para purificação interna de HCHO. Além disso, a conversão catalítica à temperatura ambiente de HCHO sobre óxidos de metal de transição convencionais é restringida por sua capacidade limitada de gerar ROS.
Um estudo liderado pelo Prof. Huang Yu do Instituto do Meio Ambiente da Academia Chinesa de Ciências forneceu novos insights sobre a purificação HCHO interna usando nanocatalisadores de metal de transição com uma eficiência semelhante aos metais nobres.
Os pesquisadores relataram anteriormente as nanopartículas de Co encapsuladas em carbono dopado com nitrogênio com 85% de eficiência de remoção de HCHO em temperatura ambiente. Contudo, o efeito do tamanho da partícula de Co na oxidação de HCHO, e a interação entre o núcleo de Co e a camada de carbono, e sua promoção para NO 2 adsorção e ativação permaneceram obscuras.
Neste estudo, eles prepararam uma série de nanocatalisadores metálicos de Co (Co @ NC-x) revestidos com carbono dopado com N para explorar o efeito do tamanho de partícula de Co na oxidação de HCHO.
As nanopartículas de Co de pequeno tamanho e altamente dispersas foram formadas em [email protected], que exibiu eficiência de remoção de HCHO superior a 90% e possuía a maior atividade catalítica específica, implicando na importância vital do tamanho da partícula de Co confinada no carbono para sua reatividade.
O tamanho de partícula de Co ideal transmitiu a transferência eficaz de elétrons do núcleo de metal para a superfície externa de carbono, e, assim, levando à ativação aumentada do oxigênio. Os cálculos da teoria funcional da densidade demonstraram uma transferência de carga evidente ocorrendo do núcleo de Co metálico para a camada de carbono.
Além disso, o comprimento da ligação O-O foi alongado. Esses resultados revelaram que a estrutura especial Co @ NC poderia fornecer uma superfície de carbono rica em elétrons, facilitando NÃO 2 ativação e conversão HCHO.
O tamanho otimizado das nanopartículas de Co e a estrutura especial de metal @ NC proporcionou a utilização ideal das espécies ativas e a ativação efetiva do oxigênio.
