Новости химической науки > Каталитический «джинн» исполняет желания, сидя в нанотрубке

Улавливание наночастиц металла в углеродные нанотрубки меняет их физические и химические свойства.

Новый метод позволяет добиться селективного помещения каталитических частиц диаметром около 5 нм внутрь углеродных нанотрубок (слева). В сравнении с частицами, располагающимися снаружи нанотрубок (справа), инкапсулированные частицы обладают более высокими каталитическими свойствами. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja8008192)

Новое исследование демонстрирует, что помещение наночастиц металла внутрь нанотрубок изменяет окислительно-восстановительные свойства частиц, что может приводить к увеличению их каталитической активности. Его результаты также позволяют разработать новую методику настройки электронных свойств наночастиц, и могут привести к разработке новых материалов для создания катализаторов и детекторов газов.

Углеродные нанотрубки во многом похожи на активированный уголь, поэтому часто используются в качестве поддержки для катализаторов, однако они же обладают электронными свойствами, улучшающими их свойства для ряда реакций. Исследователи заинтересованы эффектом инкапсуляции наночастиц металла во внутренний объем нанотрубки, полагая, что электронные свойства таких частиц должны отличаться от свойств частиц, располагающихся снаружи трубки.

В группе Вей Чена (Wei Chen) из Института Химической Физики Даляня (Китай) продемонстрирована возможность использования ультразвука для селективного осаждения наночастиц оксида железа на внутренней поверхности углеродных нанотрубок. Такие частицы являются прекурсорами процесса Фишера-Тропша.

Исследователи обнаружили, что инкапсулированные частицы лучше подвергаются восстановлению, чем частицы, располагающиеся на внешних стенках нанотрубок, образуя больше активных центров, включающих в себя карбид железа.

Мониторинг каталитических свойств инкапсулированных наночастиц в процессе Фишера-Тропша показал, что эти системы в шесть раз эффективнее наночастиц оксида железа, закрепленных на активированном угле и в два раза эффективнее частиц оксида, на внешних стенках углеродных нанотрубок.

Источник: J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja8008192

метки статьи: #кинетика и катализ, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #химия поверхности