メタル・オーガニック・フレームワーク・コンポジットから得られた多孔性炭素カプセルに支えられた触媒活性バイメタリックナノ粒子
Hui Yang1, Siobhan J Bradley2, Andrew Chan3
1MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology, Institute of Fundamental Sciences, Massey University , Palmerston North 4442, New Zealand.
Journal of the American Chemical Society
|August 31, 2016
まとめ
私たちは金属ナノ粒子を含んだ 空洞の炭素カプセルを作るために 新しい方法を開発しました これらの新しいカプセルは,化学反応のための触媒の性能と再利用性を高めます.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- キャタリシス
背景:
- 安定して効率的な触媒の開発は 化学合成に不可欠です
- 金属ナノ粒子はしばしば集積と分離に苦しんでおり,その触媒的活動と寿命が制限されます.
- 窒素ドーピングされた多孔性炭素材料は,触媒用途にユニークな性質を提供します.
研究 の 目的:
- 窒素を添加した空洞の有孔炭素カプセルに封じ込められたモノメタルまたはバイメタルナノ粒子を合成するための新しい方法論を報告する.
- これらの新しいナノ構造の構造的および触媒的性質を調査する.
- ニトロアレンを水素化する際にこれらの触媒の適用を実証する.
主な方法:
- メタル・オーガニック・フレーム (MOF) の結晶を二次材料の殻 (金属タンニウム酸またはレゾルシノール・フォーマルアルデヒドポリマー) でコーティングする.
- MOFのコアとシェルの間にプラチナナノ粒子を組み込むことはオプションです.
- MOFシェルの複合材料の熱分解により,金属ナノ粒子 (Pt,Co,Ni,PtCo,PtNi) を埋め込んだ中空の窒素添加された多孔性炭素カプセルが得られる.
主要な成果:
- モノメタリック (Pt,Co,Ni) とバイメタリック (PtCo,PtNi) のナノ粒子を含んだ空洞の窒素添加炭酸カプセルを成功裏に製造した.
- 空洞のカプセル構造はナノ粒子の焼却と分離を効果的に防ぐ.
- 毛細なカプセル壁は効率的な質量輸送を容易にする.
- 合金PtCoナノ粒子は,ニトロアレン水素化のための触媒として高い活性,選択性,および再利用性を示した.
結論:
- 開発された方法論は,高度な触媒材料を作成するための堅固なプラットフォームを提供します.
- ナノ粒子の安定化と触媒性能の向上において,中空の窒素ドーピングされた炭素カプセルは重要な利点を提供します.
- PtCo合金ナノ粒子は,産業用水素化プロセスのリサイクル可能な触媒として優れた可能性を示しています.
