Adsorción de oxígeno en aniones de clúster de oro hidratado: experimento y teoría

Área de la Ciencia:

• La catálisis de la catálisis.
• Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
• Química de los materiales Química de los materiales

Sus antecedentes:

• Los racimos de oro soportados son catalizadores altamente eficientes para la oxidación a baja temperatura.
• La traza de humedad es esencial para la función catalítica de los racimos de oro.
• Comprender el papel de la humedad en la catálisis del oro es crucial.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos de la humedad y la temperatura en la reactividad de los aniones del racimo de oro con el O2.
• Elucidar el mecanismo de adsorción de oxígeno en los racimos de oro.
• Determinar el papel de los grupos hidroxilo en la catálisis del racimo de oro.

Principales métodos:

• Técnicas de reactor de flujo de presión cercano a la atmósfera.
• Generación y reacción de aniones de cluster de oro en fase gaseosa.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para las energías de enlace y la estructura electrónica.

Principales resultados:

• Las condiciones húmedas producen aniones de racimo de oro-hidroxi (Au(N) OH(-)).
• La hidroxilación invierte la actividad de adsorción de O2: los grupos desnudos inactivos se activan y viceversa.
• DFT confirma las energías de enlace y revela los mecanismos de transferencia de electrones que influyen en la reactividad basada en la paridad de racimo (par / impar).

Conclusiones:

• La humedad altera significativamente la reactividad del anión del racimo de oro hacia el O2.
• La unión del grupo hidroxilo mejora la reactividad para los grupos aniónicos impares y la suprime para los pares.
• El agua juega un papel clave en la actividad mejorada de los catalizadores de clúster de oro apoyados.