Los catalizadores de nanopartículas metálicas soportadas desempeñan un papel importante en una serie de reacciones de importancia industrial para la producción de combustible, la síntesis química fina, la eliminación de contaminantes y la captación solar. Sin embargo, las NP metálicas tienden a sinterizarse y/o lixiviarse en condiciones de reacción adversas, lo que provoca la desactivación del catalizador, especialmente para los metales con baja temperatura de Tammann (p. ej., Au, Cu). La regeneración de los catalizadores desactivados es un proceso complejo y costoso; por lo tanto, la estabilización de las especies metálicas contra la sinterización y la lixiviación es extremadamente importante.

El SMSI se ha utilizado ampliamente para estabilizar las NP metálicas contra la sinterización y/o la lixiviación. Además del método clásico de reducción de alta temperatura, en los últimos años se han desarrollado muchas rutas nuevas para la construcción de SMSI de neotipo. Teniendo en cuenta la importancia de los SMSI en la estabilización del catalizador de nanopartículas metálicas soportadas, el Prof. Liang Wang y el Prof. Feng-Shou Xiao (Facultad de Ingeniería Química y Biológica, Universidad de Zhejiang) han resumido las diferentes estrategias nuevas para construir SMSI. Se abordaron sus ventajas para estabilizar las NP metálicas y modular la estructura geométrica/electrónica. Además, se discutió en particular el motor detrás de la formación de SMSI y se propusieron los desafíos actuales y las perspectivas futuras para la construcción de SMSI de neotipo.

Los autores han clasificado las nuevas rutas para construir SMSI en cuatro aspectos, incluida la interacción de meta-soporte oxidativo fuerte (O-SMSI), SMSI mediado por adsorbato (A-SMSI), SMSI inducido por reacción y SMSI de química húmeda (wcSMSI). Estos nuevos tipos de SMSI tienen características similares a las del SMSI clásico, pero son conceptualmente diferentes porque evitan la reducción a alta temperatura para inducir la encapsulación de las nanopartículas metálicas. Los mecanismos de formación de SMSI detrás de estos SMSI de neotipo son diferentes, lo que ayuda al desarrollo de catalizadores de metal soportado más eficientes en el futuro.

Los autores enfatizaron que el trabajo futuro sobre los estudios de SMSI podría necesitar centrarse en el control fino de la estructura de SMSI para aumentar el rendimiento catalítico y utilizar las técnicas de caracterización de operando para identificar la estructura dinámica de los catalizadores en diferentes atmósferas para correlacionar la interacción estructura-rendimiento. Además, los mecanismos detrás de la formación de SMSI deben investigarse más a fondo para guiar la síntesis de catalizadores de metal soportado más eficientes.

La investigación fue publicada en Science China Chemistry . + Explora más

Nueva estrategia mejora la estabilidad de los catalizadores de metales del grupo del platino