En forberedende reaktion ved hjælp af platinklynger med en encifret atomicitet realiseret

Subnanometer ædelmetalklynger er blevet undersøgt til katalytiske anvendelser. For eksempel, platin bruges som katalysator for brændselsceller. Platin er uundværligt som materiale til næste generations energinet, men det er et sjældent metal med begrænsede reserver. For effektivt at udnytte ressourcerne, det er vigtigt at forbedre atomniveau-nøjagtigheden af ​​subnanometer-metalklynger og øge mængden af ​​syntese.

Mens flere syntesemetoder er blevet udviklet fra multi-nukleare metalkomplekser eller stabile ligandbeskyttede "magiske tal" -klynger, forstadierne var ikke skalerbare, og den nøjagtige bevarelse af atomicitet blev aldrig givet. Det kan skyldes, delvis, til den høje metal-til-ligand-bindende energi, der kræver en ekstremt høj kalcineringstemperatur, hvilket resulterer i sammenlægning af klyngerne.

Forskere ved Tokyo Tech undersøgte platin-thiolater, der kan føre til dannelse af bare metalklynger gennem reduktiv metal-svovlbindingsspaltning. Disse platin-thiolater har vist sig at danne tiara-lignende komplekser, der er stabile nok til isolering.

Takane Imaoka, Kimihisa Yamamoto og kolleger studerede de monodisperse subnanometer platinhobe og deres katalytiske aktivitet til præparative reaktioner gennem ikke-destruktiv omdannelse fra platinthiolatkomplekser til platin tiara-lignende klynger. Forud for denne undersøgelse, kun ét eksempel på et platinumthiolat tiara-lignende kompleks med fuld kemisk identifikation er blevet offentliggjort.

Som grundlag for denne undersøgelse, de begyndte undersøgelsen med grundlæggende reaktioner mellem PtCl4 og n-octanthiol. Resultaterne af disse grundlæggende reaktioner tyder på, at platinthiolater i første omgang undergår en lineær kædevækst, efterfulgt af entropisk gunstig dannelse af mindre cykliske forbindelser. Baseret på disse resultater, de optimerede synteseprotokollen i to trin, hvilket resulterede i et råprodukt med platin tiara-lignende komplekser af forskellige ringstørrelser.

Platinum tiara-lignende komplekser blev yderligere isoleret i deres rene klynger baseret på ringstørrelser gennem størrelsesekskluderingskromatografi baseret på præparativ genanvendelse HPLC. For at bekræfte potentialet for disse komplekser til at blive brugt som forstadier til atompræcise platinklynger, kompleksernes termostabilitet og katalytiske aktivitet blev undersøgt.

Forskerne opdagede, at de tiara-lignende platinthiolatkomplekser var egnede som forstadier til syntesen af ​​monodisperserede nulvalente platinhobe med en specifik atomicitet-en reaktion, som tidligere kemiske metoder ikke kunne realisere. Dette er den første metode til at demonstrere en forberedende reaktion ved hjælp af atompræcise klynger med en encifret atomicitet, som forventes at være nyttig til fremstilling af højtydende katalysatorer. Yderligere undersøgelse af stabiliteten og understøtningseffekten er nødvendig for fuldstændig forståelse af katalysatorsystemet af klynger af så lille størrelse.