Российские учёные исследовали влияние размера частиц на свойства катализаторов иридия и палладия посредством квантовых эффектов

Специалисты из Сколтеха и Хакасского государственного университета изучили, каким образом каталитические свойства наночастиц иридия и палладия изменяются при переходе их из кристаллической формы в аморфное состояние. Катализаторы, как известно, являются веществами, которые ускоряют химические реакции, и наночастицы этих металлов активно применяются в ряде процессов, таких как, например, окисление угарного газа.

В наномасштабе свойства материалов могут существенно отличаться от свойств макроскопических образцов. Поскольку количество атомов на поверхности наночастицы сравнимо с количеством атомов в ее объеме, квантовые эффекты оказывают значительное влияние. Исследователи заинтересовались наночастицами иридия и палладия типа «ядро-оболочка», где один металл формирует ядро, а другой выполняет роль оболочки. Они рассматривали различные конфигурации: с иридием в ядре и палладием в оболочке, наоборот, и со сплавом этих металлов.

Температура плавления наночастиц заметно ниже, чем у массивных металлических кусочков, что при высоких температурах каталитических реакций приводит к их переходу из кристаллического в аморфное состояние. Авторы работы пытались выяснить, как такие изменения в структуре влияют на каталитические способности.

Результаты исследования показали, что тип наночастицы (иридий в основе или палладий в основе), а также толщина оболочки значительно воздействуют на распределение заряда на поверхности. Например, если иридиевое ядро покрыто палладием, то электроны мигрируют из сердцевины к поверхности, создавая отрицательный заряд. Примечательно, что переход в аморфное состояние практически не изменяет этот поверхностный заряд.

Источник: iXBT