Un nuovo articolo appena pubblicato su Catalisi della natura mostra i modi semplici per controllare la struttura delle nanoparticelle di platino e per regolare le loro proprietà catalitiche.

Ricerca condotta dal Cardiff Catalysis Institute (CCI) in collaborazione con scienziati della Lehigh University, Università di Jazan, Università di Zhejiang, Università di Glasgow, Università di Bologna, Complesso di ricerca ad Harwell (RCaH), e University College London hanno unito le loro abilità uniche per sviluppare e comprendere utilizzando metodi di caratterizzazione avanzati (in particolare TEM e B18 a Diamond Light Source), come è possibile utilizzare un semplice metodo di preparazione per controllare e manipolare le strutture delle nanoparticelle metalliche. Queste nanoparticelle metalliche sono ampiamente utilizzate dall'industria come catalizzatori innovativi per la produzione di prodotti chimici sfusi come polimeri, combustibili liquidi (es. diesel, benzina) e altre specialità chimiche (prodotti farmaceutici).

Meenakshisundaram Sankar del Cardiff Catalysis Institute, che conducono questa ricerca insieme a G.J. Hutchings, spiega, "Semplicemente ottimizzando parametri di preparazione molto standard, mostriamo come sia possibile manipolare le caratteristiche strutturali di nanoparticelle di platino supportate su titanio per produrre un catalizzatore altamente attivo e selettivo per la sintesi di aniline funzionalizzate. Questi prodotti sono utilizzati nella sintesi di beni di uso quotidiano come prodotti farmaceutici, fertilizzanti e coloranti. Questo è un enorme passo avanti nella comprensione del ruolo dei parametri di preparazione nella messa a punto della struttura delle nanoparticelle di platino e questo ci consentirà di progettare nanoparticelle metalliche più attive".

La caratteristica chiave di questo articolo è la messa a punto dei siti attivi (dove avviene la reazione catalitica) nelle nanoparticelle di platino mediante vari trattamenti termici e l'utilizzo di quantità di platino molto basse per produrre un catalizzatore ottimizzato.

Andy Beale, Professore di Chimica Inorganica, UCL con sede presso il Research Complex di Harwell, una delle strutture scientifiche che collaborano con Diamond dice, "Utilizzando 10 volte meno platino, abbiamo sostanzialmente ridotto il costo di realizzazione di questo catalizzatore. Persino, con quantità inferiori di metallo, il catalizzatore è ugualmente attivo o più attivo dell'attuale catalizzatore commerciale. Un altro importante vantaggio è che questo catalizzatore non produce sottoprodotti indesiderati (che generano rifiuti e sono molto costosi da separare e ripulire)."

Un team multidisciplinare di colleghi con accesso a risorse di caratterizzazione estremamente potenti presso Diamond Light Source, il Synchrotron del Regno Unito ha consentito ai ricercatori CCI di acquisire una comprensione fondamentale di quale struttura è necessaria per ottimizzare questo sistema di catalizzatori di nanoparticelle.

Questa ricerca è stata pubblicata in un articolo intitolato "Tuning of catalytic sites in Pt/TiO ₂ catalizzatori per l'idrogenazione chemioselettiva del 3-nitrostirene" in Catalisi della natura .

Professor Laurent Chapon, Il direttore delle scienze fisiche presso Diamond Light Source conclude, "Si stima che la catalisi sia coinvolta nel 90% di tutti i processi chimici e nella creazione del 60% dei prodotti chimici disponibili sul mercato, ecco perché è studiato su scala atomica. La necessità di comprendere la catalisi a questo livello è guidata da preoccupazioni sia economiche che ambientali; vi è quindi un interesse globale nell'ottimizzazione della sintesi di nuovi materiali catalitici e nella comprensione del processo fondamentale della catalisi.

"A Diamante, forniamo tecniche analitiche specialistiche per la caratterizzazione da atomi a microscala di vari materiali catalitici, e lo studio in situ dei processi catalitici allo stato dell'arte. Siamo lieti che il team abbia avuto così tanto successo finora nel mettere a punto le proprietà catalitiche delle nanoparticelle di platino".