纳米金属催化剂设计新方法

铂金属纳米颗粒作为催化剂被用于从精细化学品到生产聚合物和生物柴油等多种反应之中。这些纳米颗粒所暴露的晶面决定其催化性能。

之前，研究人员试图通过改变纳米颗粒的形状来进行催化剂设计，但是由于结构不稳定，使用中颗粒会恢复到原来的平衡形态，所以不成功。

美国西北大学能源加工催化研究所（North wester n U-niversity’s Institute for Catalysis in Energy Processing）的研究人员发现了一种制备纳米金属颗粒的新方法。由Laurence D Mar ks教授领导的研究小组发现，通过设计承载纳米颗粒载体的结构，可以对纳米颗粒进行设计。通过原子层沉积（ALD），使铂纳米颗粒在钛酸锶（Sr Ti O3）纳米立方晶体上生长，铂纳米颗粒的尺寸、分散度、化学态由ALD的循环次数来控制。铂纳米颗粒的外延生长按照预知的Winterbottom形状以立体磊叠的方式进行，其表面和界面自由能与文献值一致，呈热力学稳定结构。该研究小组在催化反应器中对这种纳米颗粒进行测试，初步结果令人满意，纳米颗粒十分稳定，作为催化剂可长期使用。

Marks教授认为，这是一种新策略，为设计出更完美的催化剂打开了一扇大门。它可以应用在各种纳米金属颗粒上，创造出稳定、大表面积、具有晶面选择性的催化剂，可以广泛用在结构敏感型的催化反应中，增加反应的选择性和产率。