Los catalizadores bimetálicos soportados son una clase importante de catalizadores en catálisis heterogénea. Se pueden aplicar en varios campos, como la electrocatálisis, conversión de biomasa, y producción de hidrógeno.

Sin embargo, Los métodos tradicionales de impregnación e inmovilización para sintetizar nanopartículas bimetálicas soportadas (BNP) son a menudo incontrolables. creando así BNP con tamaño de partícula no uniforme, bajo grado de aleación y distribución no homogénea en los soportes. El resultado es un bajo rendimiento catalítico y una baja utilización de metales.

Para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los BNP admitidos, Prof. WANG Guanghui y Prof. Jiang Heqing del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con el Prof.Liu Jian del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de CAS, propuso recientemente una estrategia de nano-reactores para la síntesis escalable de los BNP ultrafinos admitidos.

Esta estrategia introduce semillas de alta calidad (nanoclusters de Pd) e iones Au en el polímero mesoporoso dopado con nitrógeno (NMP). El NMP se utiliza como un nano-reactor para el crecimiento de semillas de BNP de PdAu en estado sólido durante la reducción térmica.

"El Pd sintetizado ₁ Au _1/4 Los BNP tienen un diámetro muy uniforme con un error de 0,5 nm, y se dispersan homogéneamente en el soporte NMP, "dijo el profesor Wang.

El Pd ₁ Au _1/4 / La muestra de NMP mostró un rendimiento catalítico mejorado en la deshidrogenación del ácido fórmico (FA) en comparación con los análogos monometálicos Pd / NMP y Au / NMP.

"La actividad mejorada se puede atribuir a la interacción electrónica entre Pd y Au en el Pd ₁ Au _1/4 BNP. Además, la interacción electrónica podría ajustarse cambiando la composición de los BNP de PdAu durante la síntesis, ", dijo el profesor Jiang.

Es más, el producto PdAu / NMP se puede moldear en un monolito mediante una prensa de pellets a presión suave (1,0 bar) sin ningún aglutinante, debido a su estructura de coral. El monolito contiene abundantes macroporos que pueden ser beneficiosos para la transferencia de masa en una reacción líquida.

Notablemente, el monolito de Pd ₁ Au _1/4 / NMP todavía exhibe una actividad considerable en la deshidrogenación de FA con un valor de TOF de 3684 h-1 a 333 K, y se puede reciclar cinco veces sin pérdida de masa ni cambios en la actividad.

Muchos otros BNP basados ​​en Pd compatibles (diámetros que van desde 2-3 nm) también se han sintetizado utilizando este método, incluyendo PdRu, PdCo, PdNi, PdZn, BNP de PdAg y PdCu.

Esta estrategia de nano-reactores propuesta proporciona una ruta eficaz para sintetizar varios catalizadores bimetálicos soportados. Estos catalizadores son prometedores para aplicaciones en procesos catalíticos ecológicos y sostenibles.

Este estudio fue publicado en Materiales hoy el 30 de julio.