在分子载体上使用纳米金颗粒超高效去除CO

【概要】东京都立大学的研究人员开发出了一种将纳米金颗粒固定在多金属氧酸盐（POM）分子载体上的方法，这是可用于先进气体净化的新方法。他们成功地应用这一技术，在一个广泛温度范围内实现了将近100％的CO转化率，并展现了长期稳定的性能。他们展示了水痕迹异常促进催化剂的活性功能，甚至有希望洞察催化剂并可将其应用于废气和室内空气净化。

【图注】由Keggin型多金属氧酸盐（POM）和铯盐负载纳米金颗粒组成的新型催化剂。该结构对CO氧化具有较高的活性和稳定性，研究人员发现微量的水对材料的功能至关重要，催化活性也展示了U形对温度的依赖特性。

无论是在工厂，汽车尾气催化转化器还是家用空气净化器之中，气体净化都是一项非常重要的工业过程。最近的研究集中在使用纳米金颗粒，甚至在非常小（<5nm）尺寸上具有加速（“催化”）化学反应的能力而受到重视，但这些纳米金通常需要安装在坚实的载体上。

研究小组Toru Murayama（项目教授）和Masatake Haruta（教授）已成功地将纳米金颗粒与多金属氧酸盐（POMs）结合在一起，这种有前景的支持材料已经在催化，医学，表面和材料科学领域引起了极大的关注。POMs以及其盐类，金属氧化物的分子/离子种类，均尚未广泛用于稳定纳米金颗粒。可通过使用溶胶固定法将纳米金降至2nm的大小，它们便能成功地将其应用于低温CO气体净化器。

此时的新型金—POM催化剂不仅在-50°C时表现出高效转化率，而且研究人员还证明了在35天 0°C环境内稳定的100％中去除1％vol浓度的CO，不仅没有材料退化，即便是对于纳米金颗粒催化剂也具有顶级的性能。他们发现，较小的粒径会具有更好的性能，并且材料的转换效率显示出对温度的依赖特性。会出现这样的发现：微量的水与该材料功能密切相关，这是提出用于金/ POM催化剂中催化的第一种独特机制。该技术和新发现的机制不仅可以更好地理解催化剂，还可以应用于气体和液体的工业过滤。

原文链接：Ultra-efficient removal of carbon monoxide using gold nanoparticles on a molecular support
本文由材料人编辑部李妹编辑，点我加入材料人编辑部。

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