Enstaka atomkatalysatorer (SAC) som stöds har uppstått som en ny gräns inom heterogen katalys och har väckt stort intresse för deras visade goda katalytiska prestanda på grund av hög atomeffektivitet och relativt homogena aktiva platser.

Ingenjörer har utvecklat strategier för att tillverka SAC. Dock, att effektivt stabilisera dem är fortfarande utmanande, som enskilt dispergerade isolerade atomer tenderar att aggregera till termodynamiskt stabilare nanopartiklar (NP).

Forskare vid National University of Singapore, Kyoto universitet, Hokkaido University och Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) från Chinese Academy of Sciences har nu utvecklat en strategi för att stabilisera isolerade metallatomer på olika oxidstöd genom att använda joniska vätskor (IL) som en elektronisk stabilisator. Deras resultat publicerades i Chem den 4 november.

Forskarna undersökte effekten av vanliga IL:er på att stabilisera enkelatom Pt1 och Pd1 på flera stöd. Den IL-stabiliserade SAC (ILSSAC) 0.2Pt/HAP (hydroxiapatit) valdes först som ett exempel för att karakterisera dispersionstillståndet för Pt före och efter hydrogeneringsreaktionen, och för att kvantifiera den elektrostatiska stabiliseringseffekten av IL:er på enkelatom Pt med användning av densitetsfunktionell teori (DFT) -beräkningar.

Efteråt, strategin utvidgades till Pt1-katalysatorer dispergerade på olika bärare och enkelatom Pd1-katalysatorer laddade på HAP för att bevisa strategins allmänna tillämplighet.

"Resultaten visade att introduktionen av joniska vätskor som stabilisator inte bara effektivt stabiliserar Pt1 och Pd1 med en atom på HAP och andra oxidstöd, men förbättrar också deras katalytiska prestanda, "sa Qiao Botao, en forskare från DICP.

Med tanke på att de fysikalisk -kemiska egenskaperna hos IL enkelt kan finjusteras genom rationell kontroll av katjoner och anjoner, ILs-stabilisering är en enkel strategi för att förbättra stabiliteten hos ett brett spektrum av enkelatomkatalysatorer som redan rapporterats i litteraturen eller under utveckling i olika laboratorier.