Katalysatoren van ondersteunde metalen nanodeeltjes spelen een belangrijke rol in een reeks industrieel belangrijke reacties voor brandstofproductie, fijnchemische synthese, verwijdering van verontreinigende stoffen en zonne-oogst. De metalen NP's hebben echter de neiging om te sinteren en/of uit te logen onder zware reactieomstandigheden, waardoor de katalysator wordt gedeactiveerd, vooral voor de metalen met een lage Tammann-temperatuur (bijv. Au, Cu). De regeneratie van de gedeactiveerde katalysatoren is een complex en kostbaar proces; daarom is de stabilisatie van de metaalsoort tegen sinteren en uitlogen uiterst belangrijk.

SMSI is uitgebreid gebruikt om metalen NP's te stabiliseren tegen sinteren en/of uitlogen. Naast de klassieke methode van hoge temperatuurreductie zijn er de afgelopen jaren veel nieuwe routes ontwikkeld om neotype SMSI's te bouwen. Gezien het belang van SMSI's bij de stabilisatie van de ondersteunde metalen nanodeeltjeskatalysator, hebben prof. Liang Wang en prof. Feng-Shou Xiao (College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University) de verschillende nieuwe strategieën voor het construeren van SMSI's samengevat. Hun voordelen bij het stabiliseren van metalen NP's en het moduleren van geometrische / elektronische structuur werden besproken. Verder werd in het bijzonder de drijvende kracht achter de vorming van SMSI's besproken en werden de huidige uitdagingen en toekomstperspectieven voor de constructie van neotype SMSI's voorgesteld.

De auteurs hebben de nieuwe routes voor het construeren van SMSI's ingedeeld in vier aspecten, waaronder oxidatieve sterke meta-ondersteuningsinteractie (O-SMSI), adsorbaat-gemedieerde SMSI (A-SMSI), reactie-geïnduceerde SMSI en natte-chemie SMSI (wcSMSI). Deze nieuwe soorten SMSI's hebben kenmerken die vergelijkbaar zijn met de klassieke SMSI, maar zijn conceptueel verschillend vanwege het vermijden van hoge temperatuurverlaging om de inkapseling van de metalen nanodeeltjes te induceren. De SMSI-vormingsmechanismen achter deze neotype SMSI's zijn verschillend, wat in de toekomst helpt bij de ontwikkeling van efficiëntere ondersteunde metaalkatalysatoren.

De auteurs benadrukten dat toekomstig werk over SMSI-onderzoeken zich misschien moet concentreren op de fijne controle van de SMSI-structuur om de katalytische prestaties te verbeteren en de operando-karakteriseringstechnieken te gebruiken om de dynamische structuur van de katalysatoren onder verschillende atmosferen te identificeren om het samenspel tussen structuur en prestaties te correleren. Bovendien moeten de mechanismen achter de SMSI-vorming verder worden onderzocht om de synthese van efficiëntere gedragen metaalkatalysatoren te begeleiden.

Het onderzoek is gepubliceerd in Science China Chemistry . + Verder verkennen

Nieuwe strategie verbetert de stabiliteit van metaalkatalysatoren uit de platinagroep