Химики представили новый платиновый катализатор

24.07.2015, 04:47 Наука

Химики из Georgia Tech нашли новый способ получения полых платиновых нанокристаллов всего в несколько атомов толщиной.

Исследователи стараются уменьшить размер частиц катализатора. Чем меньше частицы, тем больше доля атомов, которые находятся на его поверхности, доступной для катализа химических реакций. Химики могут делать металлические частицы всего в пару нанометров в диаметре, но в типичных высокотемпературных и промышленных реакционных условиях с высоким давлением, такие мелкие частицы, как правило, диффундируют и слипаются, образуя крупные комки, или они отделяются от материала подложки, что снижает их каталитическую активность.

Группа ученых во главе с Lei Zhang придумала новый способ изготовления полых наночастиц из платины с ультратонкими стенками, которые остаются прочными во время длительных каталитических реакций. Ученые впервые расположили несколько атомных слоев платины на нанокристаллах из палладия, а затем выборочно вытравили палладий в растворе кислоты. Процесс дал кристаллические, полые платиновые раковины-наноклетки, толщиной в три или четыре атомных слоя.Кристалличность наноклеток контролировали с помощью шаблонов палладия.

Группа протестировала каталитические свойства наноклеток, используя их в качестве посредника в реакции восстановления кислорода, процесса в топливных элементах, который преобразует кислород в воду. Они обнаружили, что октаэдрические платиновые наноклетки были примерно в два раза активнее, как кубические, и оба типа частиц были более активны, чем твердые, коммерческие платиновые катализаторы. Они также обнаружили новые наноклетки были прочными.

Химик Jiye (James) Fang сказал: «Этот новый подход может способствовать очередному прорыву не только в катализе в топливных элементах, но и в расщеплении воды и других каталитических системах».