Los átomos de un solo metal soportados han atraído un gran interés por su demostrada alta eficiencia en la catálisis de un solo metal. La preparación de tales catalizadores, sin embargo, sigue siendo un desafío, ya que los átomos metálicos neutros tienen una fuerte tendencia a aglomerarse en partículas metálicas en preparaciones típicas.

Investigadores del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China y la Universidad de Delaware han informado de una forma de producir un depósito líquido incoloro de átomos de platino discretos similares a los metales. Sus hallazgos fueron publicados en Comunicaciones de la naturaleza .

Las sales de cloruro de platino se reducen mediante alcoholes a átomos de platino individuales en un tensioactivo líquido ambientalmente benigno. Los átomos de Pt individuales están protegidos por un manto de clorhidratos y atracados en el líquido a través de abundantes átomos de oxígeno. La preparación de los átomos de Pt similares a metales es escalable.

Como un metal noble, Las nanopartículas metálicas de Pt sobre soportes de carbono u óxido se utilizan ampliamente en las industrias química y de refinación de petróleo debido a sus funciones catalíticas únicas. "La reserva de Pt en la tierra es limitada, y aproximadamente 5,6 toneladas de Pt se consumen cada año solo en la industria de la silicona, "dijo Z. Conrad Zhang, quien dirigió la investigación.

Los investigadores probaron el rendimiento catalítico del líquido cargado de átomos de Pt. "Descubrimos que los átomos de Pt con deficiencia de electrones en el líquido exhibían una actividad súper alta y una alta selectividad para la reacción en comparación con los catalizadores de Pt conocidos, "dijo LIU Kairui, estudiante de posgrado y autor principal del artículo.

Los átomos de Pt discretos acoplados no se agregan en las condiciones de reacción, conservando una alta actividad y permaneciendo incoloros a través de usos repetidos. "La alta actividad, La selectividad y estabilidad de este catalizador pueden reducir drásticamente la cantidad de Pt consumida por la industria de la silicona y puede ser ampliamente aplicable a otras aplicaciones. "Dijo Zhang.

Aunque el líquido cargado con átomos de Pt es estable a 120 ° C y permanece transparente durante más de seis meses en el estante a temperatura ambiente, los investigadores descubrieron que se oscurecía debido a la agregación de los átomos de Pt cuando se exponía a rayos X o rayos de electrones que a menudo se emplean para caracterizar los átomos de Pt. Para resolver este desafío, los investigadores recurrieron a la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de 195Pt como la herramienta que se encontró que proporciona evidencias inequívocas de los átomos de Pt producidos.

"Los datos espectroscópicos de RMN del líquido no solo mostraron sin ambigüedad la naturaleza discreta de los átomos de Pt mononucleares, pero también reveló solo un monóxido de carbono coordinado con un átomo de Pt, ", dijo el profesor Bai Shi de la Universidad de Delaware.

"Estamos expandiendo los depósitos de varios átomos metálicos en nuestra investigación actual. La síntesis exitosa de mantos fácilmente removibles de átomos de Pt en fase líquida puede potencialmente permitir la fabricación controlable atómicamente de materiales catalíticos y materiales metálicos por diseño, "dijo Zhang.