Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University hebben een manier ontwikkeld om gouden nanodeeltjes te monteren op een moleculaire drager die bekend staat als een polyoxometalaat (POM). Ze hebben dit met succes toegepast om bijna 100 procent omzetting van koolmonoxide (CO) te realiseren over een breed temperatuurbereik, stabiele prestaties gedurende lange tijd aan te tonen. Ze lieten zien hoe sporen van water op unieke wijze bijdragen aan de functie van de katalysator, veelbelovend inzicht in katalyse en mogelijke toepassing op uitlaatgas- en kamerluchtzuivering.

Gaszuivering is een uiterst belangrijk industrieel proces, of het nu in fabrieken, katalysatoren voor uitlaatgassen van voertuigen, of de huishoudelijke luchtreiniger. Onlangs, onderzoek heeft zich gericht op het gebruik van gouddeeltjes ter grootte van nanometers, gewaardeerd om hun vermogen om chemische reacties te versnellen ("katalyseren"), zelfs bij zeer kleine ( <5 nm) maten. Deze moeten vaak op een stevige ondergrond worden gemonteerd.

De onderzoeksgroep van Toru Murayama (Project Professor) en Masatake Haruta (Professor) hebben met succes gouden nanodeeltjes gecombineerd met polyoxometalaten (POM's), een veelbelovend ondersteunend materiaal dat al veel aandacht heeft gekregen in de katalyse, medicijn, oppervlakte- en materiaalwetenschappen. POM's en hun zouten, moleculaire ionen van metaaloxiden, moeten nog wijdverbreid gebruik zien voor de stabilisatie van gouddeeltjes. Door gouddeeltjes te monteren tot een grootte van 2 nm met behulp van een sol-immobilisatiemethode, ze hebben het met succes toegepast op een koolmonoxide (CO) -gaszuiveringsinstallatie bij lage temperatuur. Hun nieuwe goud-POM-katalysator vertoonde niet alleen een efficiënte omzetting bij -50°C, topprestaties, zelfs voor een gouden nanodeeltjeskatalysator, maar toonde ook stabiel, 100 procent verwijdering van een concentratie van 1 procentvol CO over een periode van 35 dagen bij 0°C, zonder degradatie van het materiaal. Ze ontdekten dat kleinere deeltjesgroottes tot betere prestaties leidden, en dat de conversie-efficiëntie van het materiaal een unieke afhankelijkheid van temperatuur vertoonde. Dit leidde tot de ontdekking dat sporen van water essentieel waren voor de functie van het materiaal, het eerste unieke mechanisme voorgesteld voor katalyse in goud/POM-katalysatoren. De techniek en het nieuw ontdekte mechanisme beloven niet alleen een beter begrip van katalyse, maar ook potentiële toepassing op industriële filtratie, zowel voor gassen als vloeistoffen.