研究人员发现“Nanoworld”的秘密

材料科学家们利哈伊大学和催化剂化学家卡迪夫大学已经发现的秘密“nanoworld”承诺导致清洁生产的方法,除此之外,香料和香水。

材料科学家,由克里斯托弗·利哈伊•吉利,已经确定的结构类型的gold-palladium纳米颗粒,这是环境友好型催化剂的活性成分,促进主要醇醛的氧化。

研究人员称他们的结果1月20日科学杂志。文章的题目是“无溶剂氧化的主要醇醛使用titania-supported gold-palladium催化剂。”

主要醇醛的氧化是基本重要的化工、制药和香水工业。

主要芳香醇的氧化,如vanillyl和肉桂醇,特别重要的是制造香水和香料。

苯甲醛也是一个关键的中间生产农药的许多精细化工和制药行业。

gold-palladium组成的催化剂,纳米颗粒分散在氧化钛的支持,允许这个反应发生在温和的无溶剂条件下用氧气。

“确定gold-palladium纳米粒子的结构将帮助我们理解这个催化剂在原子级别上工作,“基利说他Nanocharacterization实验室在伯利恒,利哈伊大学。

“这将使我们能够优化其性能,将不可避免地随后导致其他发展的黄金为基础的催化剂。”

Andrew Herzing催化剂样品研究了材料科学与工程的一个博士生的先进材料和纳米技术中心CAMN)。

Herzing使用的VG HB 603 aberration-corrected扫描透射电子显微镜(茎),其目的是使能量色散x射线数据收集从单独的纳米颗粒。

“我们aberration-corrected茎的独特之处在于,它有一个非常小的和强烈的电子探针。它也有非常高的收集效率产生的x射线,”基利说。

“安装畸变校正器之前,这个显微镜举行的世界纪录在x光元素映射空间分辨率两个纳米(一米的2/1000000000,”基利说。

“现在,畸变校正器,它实现一个元素映射解决半纳米,大约两个原子的宽度。”

即便如此,获取化学信息的微小gold-palladium粒子是困难的,因为x射线信号从一个钯原子远远弱于信号从一个金原子。

氧化钛的支持也有信号。在正常情况下,钯信号噪声将丢失。

要克服这一点,Masashi渡边CAMN研究科学家,开发了基于多元统计分析软件结合频谱成像技术。

而扫描为一个特定的元素,渡边的软件比较所有生成的信号从一个区域和自动识别功能在一个特定的信号数据集(在本例中,钯特征x射线信号)。

基本地图收集从单个纳米粒子显示钯信号来源于一个稍大的空间区域比相应的黄金的信号。

由此,基利的研究小组得出的结论是,纳米粒子的核壳结构黄金palladium-rich外壳包围着一个富足的核心。

即使外壳是钯富裕,这gold-palladium催化剂表现类似的由单独的钯催化剂。

提出了黄金作为一个电子启动子的钯,从而提高纳米颗粒的催化性质。

“关联特定催化剂的性能与结构和成分的详细数据一直被证明是一个强大的方法对于理解催化反应,”基利说。

基利和钦斯合作已有十年。Lehigh-Cardiff团队发表了一篇题为“可协调的金催化剂选择性的碳氢化合物氧化反应在温和的条件下”《自然》杂志10月20日。