Single-atom katalysatoren (SAC's) worden toegepast in heterogene katalyse. In plaats van één type enkel atoom, dubbele katalysatoren met één atoom (DSAC's) leveren superieure katalytische prestaties dan SAC's vanwege de samenwerking tussen de dubbele metaalatomen.

Het begrijpen van synergetische effecten op atomaire schaal is van cruciaal belang voor het ontwerp van zeer effectieve heterogene katalysatoren bij chemische transformatie.

Onlangs, Prof. Huang Jiahui's groep en Prof. Fu Qiang's groep van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), in samenwerking met Prof. Si Rui van het Shanghai Institute of Applied Physics, KAS, onthulde synergetische katalyse van een dubbele structuur met één atoom in de selectieve hydrogenering van 4-nitrostyreen (4-NS) tot 4-vinylaniline (4-VA).

De studie is gepubliceerd in ACS Katalyse op 29 januari.

De onderzoekers synthetiseerden DSAC Ir ₁ Mo ₁ /TiO ₂ evenals SAC's Ir ₁ /TiO ₂ en Mo ₁ /TiO ₂ . Ze ontdekten dat DSAC Ir ₁ Mo ₁ /TiO ₂ vertoonde een superieure katalytische prestatie voor selectieve hydrogenering van 4-NS tot 4-VA dan SAC's Ir ₁ /TiO ₂ en Mo ₁ /TiO ₂ .

Computationele resultaten gaven aan dat H ₂ activering vond plaats op Ir ₁ en 4-NS-adsorptie via de nitrogroep vond bij voorkeur plaats op Mo ₁ , met het synergetische effect van Ir ₁ en Mo ₁ wat leidt tot verbeterde katalytische prestaties.

Dit werk verduidelijkt de voordelen op atomair niveau van DSAC bij het bevorderen van reactiemechanismen voor efficiënte heterogene bimetaalkatalyse.