Kombination af grundstofferne palladium og ruthenium til industrien

De kemiske grundstoffer palladium (Pd) og ruthenium (Ru) bruges begge separat i den kemiske industri. I lang tid, forskere har troet, at en kombination af de to kunne føre til forbedrede og nye egenskaber til industrielle anvendelser. Imidlertid, de to elementer blandes ikke let sammen til et enkelt materiale.

En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer gennemgået den seneste forskning i fremstillingen af ​​Pd-Ru bimetalliske nanomaterialer.

Tidlig forskning fra de sidste to årtier viste, at blot at kombinere Pd- og Ru-nanopartikler førte til en blanding med bedre egenskaber til industrielle katalytiske formål end et af de to elementer alene. Siden da, mange grupper har rapporteret om Pd-Ru legering nanopartikler. Ved at variere fremstillingsmetoderne og sammensætningerne af Pd og Ru, Der opstår Pd-Ru nanomaterialer med forskellige egenskaber, som kan være velegnede i industrielle applikationer.

I 2010 Hiroshi Kitagawa fra Japans Kyoto Universitet og kolleger fremstillede en "fast opløsningslegering" (involverende tilføjelse af atomerne fra et grundstof til det krystallinske gitter af det andet i en højtemperaturreaktion) fra to naboelementer af Pd i det periodiske system , sølv (Ag) og rhodium (Rh). Det resulterende materiale havde attraktive egenskaber til industrielle formål, herunder evnen til at optage brint. Rh er vigtig i en række reaktioner i bilindustrien såvel som industriel udstødningsgasbehandling. Men det er sparsomt og dyrt. Succesen med Ag-Rh fik holdet til at spekulere i, at på grund af deres ligheder, at kombinere Pd og Ru i fast-opløsning legerede nanopartikler kan føre til et materiale med lignende egenskaber, giver et potentielt alternativ til Rh.

I 2014 holdet var det første til at syntetisere Pd-Ru legerede nanopartikler i fast opløsning. De fandt ud af, at Pd-Ru-nanopartiklerne havde højere katalytiske aktiviteter sammenlignet med Ru- eller Pd-nanopartikler. For nylig, de fandt ud af, at disse nanopartikler var meget aktive i en katalytisk proces, der er vigtig for at rense skadelige gasser fra udstødningsgas – endda bedre end Rh-nanopartikler.

Yderligere forskning er nødvendig for at forstå, hvordan varierende størrelse af bimetalmateriale påvirker dets fysiske og kemiske egenskaber. For eksempel, forskning har fundet ud af, at dyrkning af mindre end fem ultratynde Pd-film på Ru forårsager, at det resulterende materiale er inert over for oxygen, selvom Pd selv er meget reaktivt over for det. Teoretisk modellering vil også være vigtig for at forudsige og forklare egenskaberne af PdRu og andre nanomaterialer, konkluderer undersøgelsen.