Een gezamenlijk onderzoeksteam onder leiding van Prof. Huang Jiahui en Prof. Qiao Botao van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), evenals Prof. Sun Keju van de Yanshan University, ontwikkelde een anti-sinter gouden nanokatalysator met hoge katalytische activiteit. De resultaten zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Gouden nanokatalysatoren hebben onverwachte katalytische activiteiten vertoond in veel katalytische reacties, en werd beschouwd als een soort veelbelovende katalysatoren voor industriële toepassing. Echter, hun lage stabiliteit vloeide voort uit het gemakkelijke sinteren van gouden nanodeeltjes is een belangrijke barrière.

Strategieën zoals het gebruik van de sterke interactie tussen het metaal en de ondersteuning, het coaten van de katalysatoren met inert oxide, het gebruik van mesoporeuze materialen om edelmetaaldeeltjes op te sluiten, kan de sinterweerstand van gouden nanokatalysatoren effectief verbeteren. Echter, deze vorderingen worden bereikt ten koste van het verlies van de activiteit in verschillende mate.

Onlangs, het gezamenlijke onderzoeksteam heeft een SiO . opgesteld ₂ gemodificeerde gouden nanokatalysator door co-depositie van goud en silicaprecursoren op de TiO ₂ ondersteuning en daaropvolgende calcinering bij hoge temperatuur.

Deze methode realiseert het mengen van goudsoorten en silicasoorten op atomair niveau. Door het daaropvolgende calcinatieproces, een SiO ₂ film met slechts een dikte van enkele atoomlagen werd gevormd, die het oppervlak van gouden nanodeeltjes bedekken.

Deze katalysator vertoonde een hoge sinterresistente eigenschap en gouden nanodeeltjes konden zelfs na 800 ° C calcineren op ongeveer 6 nm blijven. Het vertoonde ook uitstekende katalytische eigenschappen en kon 100% conversie van CO bij 0 ° C in CO-oxidatie realiseren.

Experimenten samen met computationele studies onthulden dat de SiO ₂ laag over gouden nanodeeltjes verhinderde niet alleen de groei van gouden nanodeeltjes, maar bevorderde ook de adsorptie en activering van O ₂ tijdens CO-oxidatie, resulterend in een hoge katalytische activiteit. De bevinding maakt de weg vrij voor het ontwerp en de ontwikkeling van gouden nanokatalysatoren met uitstekende stabiliteit en hoge katalytische activiteit.