金属纳米粒子点燃了生态友好型催化剂的另一条道路

东京工业大学的科学家们生产了亚纳米级的金属颗粒，这种颗粒非常有效地作为碳氢氧化物的催化剂。这些催化剂可以比公知的Au-Pd双金属纳米催化剂有效50倍。

芳烃的氧化对于生产在各种工业中使用的各种有用的有机化合物是至关重要的。这些氧化过程需要使用通常对环境有害的催化剂和溶剂。因此，使用纳米级催化颗粒找到无溶剂氧化方法已引起相当大的关注。有趣的是，由贵金属组成的亚纳米级催化颗粒(亚纳米催化剂或SNC)在其工作中甚至更好，因为它们增加的表面积和独特的电子状态导致氧化烃的有利效果并且还防止它们自身被氧化。这使得它们具有成本效益，因为SNC所需的金属量低于纳米级催化剂。

由Kimihisa Yamamoto教授领导的包括Miftakhul Huda博士，Keigo Minamisawa博士，Takamasa Tsukamoto博士和东京理工大学Makoto Tanabe博士在内的团队通过使用树枝状大分子创建了多种类型的SNC类球形分子，可用作模板以包含所需的催化剂。“树枝状聚合物有望提供适合在金属颗粒存在下进行催化转化的内部纳米空间，”Yamamoto解释道。

该团队根据所用的贵金属和每个催化颗粒的原子数创造了不同尺寸的各种催化剂。他们比较了他们的性能，找到了制造SNC的最佳贵金属，然后试图确定其高催化活性背后的机制。发现较小的SNC较好，而较少的亲氧金属(如铂)较好。该小组推测，铂SNCS的表面不容易被氧化，这使得它们可重复使用和结果在Pt19 SNC的最高催化性能，可高达50倍，比普通金钯纳米催化剂更有效。该团队将继续努力阐明这些催化现象。“包括理论考虑在内的更详细机制的开发目前正在进行中，”Tanabe说。