Les atomes d'un seul métal supportés ont suscité un large intérêt pour leur efficacité élevée démontrée dans la catalyse d'un seul métal. La préparation de tels catalyseurs, cependant, reste difficile, car les atomes métalliques neutres ont une forte tendance à s'agglomérer en particules métalliques dans les préparations typiques.

Des chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences et de l'Université du Delaware ont découvert un moyen de produire un réservoir liquide incolore d'atomes de platine discrets de type métal. Leurs conclusions ont été publiées dans Communication Nature .

Les sels de chlorure de platine sont réduits par des alcools en atomes de platine simples dans un tensioactif liquide sans danger pour l'environnement. Les atomes de Pt individuels sont protégés par un manteau de chlorhydrates et ancrés dans le liquide grâce à d'abondants atomes d'oxygène. La préparation des atomes de Pt de type métal est évolutive.

En tant que métal noble, Les nanoparticules de Pt métalliques sur supports de carbone ou d'oxyde sont largement utilisées dans les industries du raffinage du pétrole et de la chimie en raison de leurs fonctions catalytiques uniques. "La réserve de Pt sur terre est limitée, et environ 5,6 tonnes de Pt sont consommées chaque année rien que dans l'industrie du silicone, " a déclaré Z. Conrad Zhang, qui a dirigé la recherche.

Les chercheurs ont testé les performances catalytiques du liquide chargé d'atomes de Pt. "Nous avons constaté que les atomes de Pt déficients en électrons dans le liquide présentaient une activité très élevée et une sélectivité élevée pour la réaction par rapport aux catalyseurs de Pt connus, " dit LIU Kairui, un étudiant diplômé et auteur principal de l'article.

Les atomes de Pt discrets ancrés ne s'agrègent pas dans des conditions de réaction, conservant une activité élevée et restant incolores lors d'utilisations répétées. « La haute activité, la sélectivité et la stabilité de ce catalyseur peuvent réduire considérablement la quantité de Pt consommée par l'industrie du silicone et peuvent être largement applicables à d'autres applications, " dit Zhang.

Bien que le liquide chargé d'atomes de Pt soit stable à 120°C et reste limpide plus de six mois sur le plateau à température ambiante, les chercheurs ont découvert qu'il devenait sombre en raison de l'agrégation des atomes de Pt lorsqu'ils étaient exposés à des rayons X ou à des faisceaux d'électrons souvent utilisés pour caractériser les atomes de Pt. Pour résoudre ce défi, les chercheurs se sont tournés vers la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) du 195Pt comme outil qui s'est avéré fournir des preuves sans ambiguïté des atomes de Pt produits.

"Les données spectroscopiques RMN du liquide ont non seulement montré sans ambiguïté la nature discrète des atomes de Pt mononucléaires, mais a également révélé un seul monoxyde de carbone coordonné à un atome de Pt, " a déclaré le professeur Bai Shi de l'Université du Delaware.

"Nous élargissons les dépôts de divers atomes métalliques dans nos recherches actuelles. La synthèse réussie de manteaux facilement amovibles des atomes de Pt en phase liquide peut potentiellement permettre la fabrication atomiquement contrôlable de matériaux catalytiques et de matériaux métalliques par conception, " dit Zhang.