Periodická tabulka prvků, autor: Cepheus, zdroj: Wikimedia Commons, licence obrázku public domain
Periodická tabulka prvků, autor: Cepheus, zdroj: Wikimedia Commons, licence obrázku public domain

Proč fungují zlaté katalyzátory

Platí v nanotechnologiích, že menší je vždy lepší?
Masatake Haruta v roce 1982 objevil, že zdánlivě nereaktivní zlato se může používat jako účinný katalyzátor při reakci oxidu uhelnatého s kyslíkem – oxidaci na oxid uhličitý. Reakce pak běží i za nízkých teplot; zlato je ovšem třeba v podobě jemných částic umístit na povrch oxidu kovu (nejčastěji železa). Celý postup můžeme pokládat za jednu z prvních efektivních nanotechnologií. Haruta a jeho kolega Graham J. Hutchings, který zkoumal zlaté katalyzátory pro jiné reakce, získali obrovské množství citací a byli považováni i za kandidáty na Nobelovu cenu.
Oxidace CO je důležitá reakce, využívá se v maskách hasičů nebo při výrobě vodíku (oxid uhelnatý musí být ze směsi odstraněn, protože by jinak „otrávil“ např. palivový článek).
V roce 2008 vědci z Cardiff University a Lehigh University pomocí elektronového mikroskopu zjistili, že zlato se při katalytické reakci na vrstvě oxidu kovu ve skutečnosti vyskytuje ve třech formách: částice větší než 1 nanometr, clustery obsahující méně než 20 atomů zlata a jednotlivé atomy (ty mají velikost kolem 0,1 nm). Dřívější metody odhalily pouze částice nad 1 nanometr. Vznikla otázka, která z forem je vlastně odpovědná za katalytické účinky.
Christopher J. Kiely z Lehigh University, Haruta a Hutchings nyní v Nature Communications přinášejí odpověď i na tuto otázku. Účinné jsou všechny tři formy zlata. Nejlépe pracují clustery pod 1 nanometr a částice velké 1-3 nanometry, větší částice jsou méně efektivní a jednotlivé atomy ještě méně – neplatí tedy „čím menší, tím lepší“ (což by se dalo předpokládat, protože čím menší částice, tím bude relativně větší aktivní povrch). Podíl jednotlivých forem zlata a tím i účinnost katalyzátoru samozřejmě velmi závisí na konkrétním způsobu přípravy včetně teploty. Výsledkem práce by tedy měla být příprava efektivnějších zlatých katalyzátorů i pro jiné reakce (nakonec zlato je drahý kov, takže je zde i rovnice „větší účinnost = menší množství potřebného zlata“).
Zdroj: Phys.org

Viz také: Nanočástice zlata pro oxidaci oxidu uhelnatého

Poznámka: Z angličtiny se to moc nepozná, ale „iron oxide“ jako podklad pro zlato bude nejspíš oxid železitý, FeO se snad takto nepoužívá.

Stěhování ježčích národů – jak se ježek dostal na Krétu

Dnešní evropská fauna a flóra byla výrazně formována dobami ledovými a meziledovými, které se střídaly …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close