Como metal no noble, el cobre se oxida más fácilmente a una valencia positiva (Cu + o Cu2 +) que los elementos de la misma familia Au o Ag. En general, esta propiedad química está determinada principalmente por la estructura de los electrones. ¿Podemos cambiar las propiedades químicas de un elemento regulando su estructura electrónica? ¿Puede el Cu actuar como un metal noble en reacciones catalíticas?

Un equipo dirigido por el Dr. Sun Jian del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) da una respuesta positiva. El artículo publicado recientemente por el equipo en Avances de la ciencia muestra que la estructura electrónica de Cu se puede cambiar, asistido por plasma de alta energía, haciendo que el Cu exhiba comportamientos catalíticos significativamente diferentes al Cu normal en las reacciones de hidrogenación selectiva.

La reacción de hidrogenación de dimetil oxalato (DMO), una reacción catalítica típica de varios pasos que produce glicolato de metilo (MG), etilenglicol o etanol, se seleccionó como una reacción de sonda para el cobre. En esta reacción, el producto común sobre el Cu / SiO soportado ₂ catalizadores es uno de los dos últimos debido a la coexistencia inevitable de Cu + y Cu0 para la hidrogenación profunda.

El Cu pulverizado (SP), que es bombardeado por plasma de argón de alta energía, puede "congelarse" a valencia cero cuando se expone a una atmósfera de oxidación o reacción en un rango de temperatura muy amplio, presenta comportamientos similares a los de metales nobles.

En hidrogenación DMO, una alta selectividad (87%) hacia el producto de hidrogenación preliminar, MG, una sustancia química de alto valor, fue observado. La superficie de energía libre a nivel de molécula en varias vías de reacción mediante el cálculo de DFT también verifica que el Cu0 "congelado" es crucial para la hidrogenación preliminar.