Olika nya vägar för att konstruera SMSIs slutfördes, där aktiviteten, selektiviteten och stabiliteten hos de uppburna metallkatalysatorerna modifieras, vilket ger ett effektivt sätt att överbrygga materialsyntesen och heterogen katalys. Konst av Dr Hai Wang. Kredit:Science China Press
Katalysatorer för metallnanopartiklar som stöds spelar en viktig roll i en rad industriellt viktiga reaktioner för bränsleproduktion, finkemisk syntes, avlägsnande av föroreningar och solfångst. Emellertid tenderar metall-NP:erna att sintra och/eller läcka under hårda reaktionsförhållanden vilket orsakar katalysatordeaktivering, speciellt för metaller med låg Tammann-temperatur (t.ex. Au, Cu). Regenereringen av de deaktiverade katalysatorerna är en komplex och kostsam process; därför är stabiliseringen av metallarterna mot sintring och urlakning extremt viktig.
SMSI har använts i stor utsträckning för att stabilisera metall-NP mot sintring och/eller urlakning. Utöver den klassiska metoden för högtemperatursänkning har många nya vägar utvecklats för att bygga neotypiska SMSI:er under de senaste åren. Med tanke på vikten av SMSI för stabilisering av den understödda metallnanopartikelkatalysatorn har Prof. Liang Wang och Prof. Feng-Shou Xiao (College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University) sammanfattat de olika nya strategierna för att konstruera SMSI. Deras fördelar med att stabilisera metall-NP och modulera geometrisk/elektronisk struktur togs upp. Vidare diskuterades särskilt drivkraften bakom bildandet av SMSI och de nuvarande utmaningarna och framtidsperspektiven för konstruktionen av neotypa SMSI föreslogs.
Författarna har klassificerat de nya vägarna för att konstruera SMSI i fyra aspekter, inklusive oxidativ stark meta-stödinteraktion (O-SMSI), adsorbatmedierad SMSI (A-SMSI), reaktionsinducerad SMSI och våtkemi SMSI (wcSMSI). Dessa nya typer av SMSI har egenskaper som liknar den klassiska SMSI men är konceptuellt annorlunda på grund av att man undviker hög temperatursänkning för att inducera inkapslingen av metallnanopartiklarna. SMSI-bildningsmekanismerna bakom dessa neotypiska SMSI är olika, vilket hjälper utvecklingen av mer effektiva stödda metallkatalysatorer i framtiden.
Författarna betonade att framtida arbete med SMSI-studier kan behöva fokusera på den fina kontrollen av SMSI-strukturen för att öka den katalytiska prestandan och använda operando-karakteriseringsteknikerna för att identifiera den dynamiska strukturen hos katalysatorerna under olika atmosfärer för att korrelera struktur-prestanda-samspelet. Vidare bör mekanismerna bakom SMSI-bildningen undersökas ytterligare för att styra syntesen av mer effektiva stödda metallkatalysatorer.
Forskningen publicerades i Science China Chemistry . + Utforska vidare
