Los ligandos de tiolato como una espada de doble filo para la oxidación de CO en CeO2 soportado Au25(SCH2CH2Ph) 18...

Área de la Ciencia:

• La catálisis heterogénea.
• Ciencia de los nanomateriales ciencia de los nanomateriales.
• Química de las superficies.

Sus antecedentes:

• Los nanocúmulos de oro soportados en óxidos metálicos son catalizadores prometedores.
• Los ligandos de tiolato estabilizan los nanocúmulos de oro, pero pueden influir en su actividad catalítica.
• Comprender los efectos de los ligandos es crucial para diseñar catalizadores de oro eficientes.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de los ligandos tiolatos en el rendimiento catalítico de los nanoclusters Au25(SR)18 soportados en barras de CeO2.
• Para dilucidar el mecanismo de la oxidación del CO sobre estos catalizadores.
• Para determinar la naturaleza de los sitios activos involucrados en la reacción.

Principales métodos:

• Oxidación catalítica de CO como reacción de una sonda.
• Espectroscopia infrarroja (IR) in situ y espectroscopia de absorción de rayos X (XAS).
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) y experimentos de etiquetado isotópico.

Principales resultados:

• Los nanocúmulos de Au25(SR)18 intactos no adsorben CO; la eliminación del ligando es necesaria para la adsorción y catálisis de CO.
• La adsorción de CO se produce en los átomos de oro expuestos después de la eliminación parcial de tiolato, especialmente a temperaturas elevadas.
• Los sitios de oro catiónico (Auδ+, 0 < δ ≤ 1) se identifican como los principales sitios activos para la oxidación de CO a baja temperatura.
• La reacción procede a través de un mecanismo redox que involucra la activación de O2 con CeO2 y sitios de oro destiolado que activan CO.
• Los ligandos tiolatos exhiben una doble función, inicialmente obstaculizan la catálisis pero permiten la formación de sitios activos después de la eliminación.

Conclusiones:

• Los ligandos tiolatos juegan un papel crítico, aunque complejo, en la actividad catalítica de los nanocúmulos Au25 para la oxidación de CO.
• La eliminación parcial de los ligandos tiolatos es esencial para exponer los sitios activos de oro catiónico, mejorando así el rendimiento catalítico.
• Los hallazgos proporcionan información sobre la relación estructura-actividad de los catalizadores de nanocúmulos de oro con soporte.