澳大利亞新南威爾士大學、皇家墨爾本理工學院(RMIT)、迪肯大學與美國加州大學洛杉磯分校的研究團隊合作開發(fā)了一種將微量鉑溶解在液態(tài)鎵中的新型液態(tài)催化劑,其可將鉑原子分散,顯著減少催化反應的鉑用量,且性能優(yōu)于固體催化劑。
貴金屬鉑廣泛用于催化反應,由于價格高,對減少反應所需鉑催化劑用量的研究勢在必行。
該研究團隊將微量液態(tài)鉑溶解到鎵基質(zhì)的溶劑中。由于鎵在室溫30 ℃熔化,因此該液態(tài)載鉑催化劑可以在低溫下使用。鉑-鎵體系中的鉑原子保持液態(tài),沒有原子聚集,且可以在液態(tài)基質(zhì)中移動,并可激活周圍的鎵原子進行催化反應,副產(chǎn)物也不會在催化劑表面發(fā)生堆積。模擬計算和試驗結果證明了鉑的動態(tài)特性,鉑基本不失活。
通過將鉑溶解在400 ℃的熔融鎵中,然后冷卻到40~80 ℃制得催化劑。將其用于電化學甲醇氧化反應時,使用鉑-鎵體系催化劑作為陽極,每毫克鉑活性約為2.8×107mA,比現(xiàn)有固體鉑催化劑提高3個數(shù)量級。該動態(tài)界面的液態(tài)催化劑體系可為高通量催化研究奠定基礎。