Pesquisadores revelam redispersão oxidativa assistida por água de nanopartículas metálicas
Redispersão oxidativa assistida por água de partículas de Cu através da formação de hidróxido de Cu à temperatura ambiente. Crédito:Fan Yamei e Li Rongtan A redispersão oxidativa em temperaturas elevadas tem sido utilizada há muito tempo na catálise heterogênea para a regeneração de catalisadores metálicos sinterizados e a síntese de catalisadores metálicos de átomo único e cluster. Esses processos de redispersão requerem um consumo considerável de energia. Portanto, a busca por estratégias de redispersão ecológicas e economizadoras de energia continua a ser uma prioridade urgente.
Um grupo de pesquisa liderado por Fu Qiang do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) revelou a redispersão oxidativa assistida por água de partículas de Cu através da formação de hidróxido de Cu à temperatura ambiente (TA). O estudo foi publicado na Nature Communications .
Os pesquisadores descobriram que nanopartículas de Cu suportadas na superfície de γ-Al2 O3 poderia se redispersar espontaneamente à temperatura ambiente. Eles verificaram que a hidroxilação da superfície de suporte em ambiente úmido e a formação de espécies de Cu-OH foram os principais fatores que impulsionaram a redispersão RT de nanopartículas de Cu em γ-Al2. O3 superfícies. O2 e H2 O levou à formação de espécies de Cu hidroxilado, acelerando a difusão dos átomos de Cu no γ-Al2 O3 superfície.
Além disso, a maioria das superfícies de suporte, como γ-Al2 O3 , SiO2 e CeO2 , poderia sofrer hidroxilação em uma atmosfera úmida para formar abundantes grupos OH de superfície que capturaram espécies migratórias de Cu.
Os efeitos de "empurrar" (migração) e "puxar" (ancoragem) do H2 gasoso O facilitou a transformação estrutural de espécies de Cu de nanopartículas de Cu em átomos únicos de Cu à temperatura ambiente, aumentando assim sua atividade catalítica na reação reversa de mudança água-gás (RWGS) e oxidação preferencial de monóxido de carbono (CO-PROX).
Este estudo destacou o papel significativo do H2 O na evolução estrutural dinâmica de nanocatalisadores metálicos suportados e desenvolveu uma estratégia simples para a redispersão de catalisadores sinterizados à base de Cu à temperatura ambiente usando O2 -H2 O tratamento, evitando o consumo de energia dos processos tradicionais de regeneração em alta temperatura.
"A água existe amplamente na catálise heterogênea, e o efeito da água na evolução da estrutura dinâmica dos nanocatalisadores metálicos suportados não pode ser ignorado. Mais atenção deve ser dada à possível redispersão/sinterização do metal em condições contendo água, "disse o Prof.
