Forskeres guldopdagelse kaster lys over katalyse

(Phys.org) -- En fysiker ved University of York har spillet en nøglerolle i international forskning, som har gjort et vigtigt fremskridt med at etablere guldets katalytiske egenskaber på nanoniveau.

Dr. Keith McKenna var en del af et forskerhold, som opdagede, at den katalytiske aktivitet af nanoporøst guld (NPG) stammer fra høje koncentrationer af overfladedefekter til stede i dets komplekse tredimensionelle struktur.

Forskningen, som er offentliggjort online i Nature Materials, har potentialet til at hjælpe med udviklingen af ​​mere effektive og holdbare katalysatorer og brændselsceller, fordi nanoporøst guld er et katalytisk middel til at oxidere kulilte.

Bulk guld - den slags, der bruges i ure og smykker - er inert, men nanoporøst guld har høj katalytisk aktivitet over for oxidationsreaktioner. Forskerholdet, som også omfattede videnskabsmænd fra Japan, Kina og USA, opdaget, at denne aktivitet kan identificeres med overfladedefekter fundet inden for dens komplekse nanoporøse struktur. Mens nanoporøst guld udviser aktivitet sammenlignelig med nanopartikulært guld, det er betydeligt mere stabilt, hvilket gør det attraktivt for udvikling af katalysatorer med høj ydeevne og lang levetid.

De skabte NPG ved at nedsænke en legering af guld og sølv i en kemisk opløsning, som fjernede sidstnævnte metal for at skabe en porøs atomstruktur. Derefter, ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi, de var i stand til at påvise bevis for, at overfladedefekterne på NPG var aktive steder for katalyse, og det resterende sølv gjorde dem væsentligt mere stabile.

Dr McKenna, ved Institut for Fysik ved University of York, sagde:"I modsætning til guld nanopartikler, dealloyed NPG er ikke understøttet, så vi er i stand til at overvåge dens katalytiske aktivitet mere nøjagtigt. Vi fandt ud af, at der er mange overfladedefekter til stede i den komplekse struktur af NPG, som er ansvarlige for den høje katalytiske aktivitet.

"Dette arbejde har givet os en større forståelse af de katalytiske mekanismer af NPG, som vil, på tur, kaste lys over mekanismerne bag guldkatalyse mere bredt."