Nyligen, en grupp ledd av prof. WANG Junhu från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) konstruerade en ny typ av stark metall-stödinteraktion (SMSI) genom melamin/urea-katalysatormodifiering och oxidationsatmosfär kalcinering, och utvecklade en ny strategi för att förbättra stabiliteten hos katalysatorer av platinagruppmetaller (PGM).

Denna studie publicerades i ACS-katalys den 4 maj.

Prof. AO Zhimin från Guangdong University of Technology och Prof. ZHANG Binsen från Institute of Metals of CAS var också involverade i studien.

Det inducerade överskiktet av SMSI täcker ofta flera katalytiskt aktiva platser, leder till att katalysatorer i viss mån är inaktiva. Dessutom, reträtten av överskiktet vid omvänd atmosfärsbehandling minskar effekten av SMSI på att förbättra den katalytiska prestandan hos underliggande metaller, speciellt vid höga temperaturer.

Den klassiska SMSI inducerad av reduktionsatmosfärens kalcinering mellan övergångsmetalloxider och PGM har undersökts. Dock, inkapslingen på samma katalysatorer som skedde under oxidationsförhållanden är fortfarande oklart.

Forskarna fann bevis för att nanopartiklar av PGM kunde vara inkapslade av ett amorft och permeabelt TiOx-täckskikt på titandioxidstödda katalysatorer under oxidativ atmosfär som drivs av melamin/urea. Det stred mot villkoret som krävdes för klassisk SMSI mellan Pt och TiO ₂ .

Dessutom, det bildade överskiktet stabiliserades mot återoxidation vid 400-600 °C i luft, i skarp kontrast till TiOx-överskiktets reträtt genom efterföljande oxidationsbehandling i klassisk SMSI. Och bildningsmekanismen för denna typ av inkapsling var annorlunda än den för klassisk SMSI.

"Den nya strategin demonstrerades ytterligare på titandioxidstödda Pd- och Rh-nanopartiklar, och det ger ett lovande nytt sätt att designa PGM-baserade katalysatorer med hög aktivitet och stabilitet, " sa prof. WANG.