• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    En reaktion i preparativ skala med hjälp av platinakluster med en ensiffrig atomicitet realiserad

    Figur (A) visar komplexens kemiska struktur, (B) visar kromatogrammet för HPLC -separationen med kolumner för uteslutning av storlek, (C) visar MALDI-TOF-masspektra för de isolerade platinakomplexen uppmätt med DCTB-matris, och (D) visar de optimerade geometriska strukturerna med platina som blått, svavel som gult, och a-kolatomer i grått. Kredit:Tokyo Institute of Technology

    Subnanometer ädelmetallkluster har studerats för katalytiska tillämpningar. Till exempel, platina används som katalysator för bränsleceller. Platina är oumbärligt som material för nästa generations energinät, men det är en sällsynt metall med begränsade reserver. För att effektivt kunna använda resurser, det är viktigt att förbättra noggrannheten på atomnivå för subnanometermetallkluster och öka mängden syntes.

    Medan flera syntesmetoder har utvecklats från multinukleära metallkomplex eller stabila ligandskyddade "magiska tal"-kluster, föregångarna var inte skalbara och det exakta bevarandet av atomicitet gavs aldrig. Detta kan ha berott på till viss del, till den höga metall-till-ligandbindande energin som kräver en extremt hög kalcineringstemperatur, vilket resulterar i aggregering av klustren.

    Forskare vid Tokyo Tech undersökte platina-tiolater som kan leda till bildandet av nakna metallkluster genom reduktiv metall-svavelbindningsklyvning. Dessa platina-tiolater har visat sig bilda tiaraliknande komplex som är tillräckligt stabila för isolering.

    Takane Imaoka, Kimihisa Yamamoto och kollegor studerade de monodispergerade subnanometern platina kluster och deras katalytiska aktivitet för preparativa reaktioner genom icke-destruktiv omvandling från platina tiolatkomplex till platina tiara-liknande kluster. Före denna studie, endast ett exempel på ett platinatiolat tiaraliknande komplex med fullständig kemisk identifiering har publicerats.

    Som underlag för denna studie, de började undersökningen med grundläggande reaktioner mellan PtCl4 och n-oktantiol. Resultaten av dessa grundläggande reaktioner tyder på att platinatiolater initialt genomgår en linjär kedjetillväxt, följt av entropiskt gynnsam bildning av mindre cykliska föreningar. Baserat på dessa resultat, de optimerade syntesprotokollet i två steg vilket resulterade i en råprodukt med platina tiara-liknande komplex av olika ringstorlekar.

    De platinatiaraliknande komplexen isolerades ytterligare i sina rena kluster baserat på ringstorlekar genom storleksexklusionskromatografi baserad på preparativ återvinnings-HPLC. För att bekräfta potentialen hos dessa komplex att användas som prekursorer för atomprecisa platinakluster, komplexens termostabilitet och katalytiska aktivitet undersöktes.

    Forskarna upptäckte att de tiaraliknande platinatiolatkomplexen var lämpliga som prekursorer för syntes av monodispergerade nollvalenta platinakluster med en specifik atomicitet - en reaktion som tidigare kemiska metoder inte kunde realisera. Detta är den första metoden för att demonstrera en reaktion i preparativ skala med användning av atomexakta kluster med ensiffrig atomicitet, vilket förväntas vara användbart för att producera högpresterande katalysatorer. Ytterligare undersökning av stabiliteten och stödeffekten är nödvändig för fullständig förståelse av katalysatorsystemet av kluster av så liten storlek.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com