De acordo com um estudo publicado em Nano Letters , pesquisadores liderados pelo Prof. Wu Zhikun do Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) obtiveram nanoclusters de liga à base de paládio reduzido (Pd) (abreviado como Au₄ Pd₆ e Au₃ AgPd₆ ) pela primeira vez.
Au₃ AgPd₆ é o menor nanocluster de liga trimetálica com composição/estrutura bem definida até agora, de acordo com os pesquisadores.

A catálise está intimamente relacionada com a superfície. Para catalisadores de metal, aumentar a proporção de átomos de superfície pode melhorar a eficiência de utilização de metais, o que é particularmente importante para catalisadores de metais nobres, como ouro e platina. Assim, espera-se que a redução do número de átomos do kernel no nanocluster metálico melhore a eficiência de utilização do metal, e um caso extremo é reduzir o número de átomos do kernel para apenas um. No entanto, a síntese de nanocluster com núcleo de átomo único é difícil, especialmente quando os átomos do núcleo são átomos de metal relativamente ativos, como prata (Ag) e cobre (Cu) devido a problemas de estabilidade.

É bem conhecido que a liga pode não apenas melhorar o desempenho catalítico dos aglomerados, mas também estabilizá-los. Um grande número de nanoclusters de ligas com metal do grupo 11 (ouro (Au), Ag, Cu) como corpo principal foi relatado, mas os nanoclusters de ligas com Pd reduzido como corpo principal não foram mencionados, principalmente porque Pd e tiolato podem formam facilmente uma estrutura tipo coroa com carga +2, que é muito estável e difícil de ser reduzida.

Para evitar a formação de estrutura tipo coroa, alguns procedimentos especiais devem ser adotados, como o procedimento de aumentar o impedimento estérico do tiolato. Por outro lado, a estabilidade confere ao complexo Pd-tiolato a capacidade de proteger o núcleo de átomo único como uma casca, o que inspira entusiasmo para a investigação da síntese. Infelizmente, nanoclusters à base de Pd com um único núcleo de átomo de prata não foram obtidos pelo método tradicional de co-redução de sais metálicos mistos.

A redução antigalvânica (AGR) proposta recentemente forneceu uma nova solução:o método de co-redução pode ser usado pela primeira vez para sintetizar o cluster Au-Pd com um único núcleo de átomo de ouro, então o AGR é usado para substituir o átomo de ouro do núcleo por um átomo de Ag .

Neste estudo, os pesquisadores escolheram o CO₂ eletrorredução como reação modelo para investigar o desempenho catalítico dos nanoclusters de ligas obtidos devido à sua importância. Os resultados mostraram que Au₃ AgPd₆ teve melhor atividade catalítica e seletividade do que Au₄ Pd₆ (a eficiência Faraday de CO₂ para CO é de 94,1% e 88,1%, respectivamente), indicando que o AGR pode não só melhorar o desempenho catalítico, mas também melhorar a eficiência de utilização do ouro (100%) e reduzir o custo do catalisador.

Comparado com o Au₄₇ anterior CD₂ obtido pelo método AGR de duas fases, a atividade de massa do Au₃ obtido AgPd₆ também foi maior (55,6 e 266,7 mA mg ^-1 , respectivamente).

Outros experimentos demonstraram que o átomo do núcleo não é o sítio ativo da reação, mas pode alterar as propriedades catalíticas e outras ao ajustar a estrutura eletrônica do nanocluster, que fornece uma referência para regular o desempenho do cluster.

"Este trabalho é importante para novas pesquisas", disse o Prof. Wu. "Apresentamos a estratégia para a melhoria da eficiência de utilização de refeições e propusemos o conceito de 'catalisador de nanocluster com núcleo de átomo cantado'".

Este estudo aprofunda a compreensão dos sites ativos de cluster e fornece orientação para pesquisas e aplicações subsequentes. + Explorar mais

Design personalizado de nanoclusters de prata