Um novo livro de regras para projetar catalisadores de ligas diluídas estáveis

Catalisadores de liga diluída poderiam melhorar a produção de combustíveis, plásticos e produtos farmacêuticos, mas sua instabilidade sob o calor impede o uso generalizado. Um estudo descrevendo o livro de regras foi publicado no Journal of the American Chemical Society.

A escolha de um adsorbato fortemente ligado ou de metais de liga imiscíveis mantém a classe de material promissora, feita de 1% ou menos de um metal dopante ativo disperso em um metal hospedeiro inerte, estável sob altas temperaturas. Os átomos dopantes ativos, constituindo cerca de 1% ou menos do conteúdo metálico, ajudam a iniciar a reação ativando os reagentes.

A equipe de pesquisa começou sua investigação sintetizando um catalisador de liga diluída feito de nanopartículas de ouro de aproximadamente 18 nanômetros de largura pontilhadas com átomos de platina. Cada reação foi operada em temperaturas variando de 50°C (122°F) a 250°C (482°F), enquanto uma técnica de espectroscopia rastreava átomos de platina na superfície em tempo real.

Durante a hidrogenação do etileno, a taxa de reação caiu drasticamente quando as temperaturas ultrapassaram os 100°C (212°F), mas continuou a aumentar com a temperatura durante a oxidação do monóxido de carbono. Experimentos usando um catalisador de liga diluída de ouro-irídio apoiaram os cálculos, com desativação zero até 250°C (482°F) tanto para hidrogenação de etileno quanto para oxidação de monóxido de carbono.

Juntos, os resultados fornecem aos pesquisadores regras práticas para selecionar a melhor combinação de metais e condições operacionais para estabilizar catalisadores de liga diluída. Bill Yan et al, Fatores que governam a estabilidade de catalisadores de liga diluída sob condições de reação, Journal of the American Chemical Society (2026).

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