傳統的催化劑制備通常包括浸漬、沉淀、將納米粒子固定在載體上等過程,這種方法雖然比較方便,但是很難控制納米粒子的相互接近、位置、區域等集體組裝的行為。
有鑒于此,哈佛大學Joanna Aizenberg等綜述報道如何使用膠體模板設計熱催化劑。
本文要點
(1)
討論了膠體模板應用于熱催化劑的設計,有助于合成并且促進催化研究產生新方向,增強催化活性。作者主要關注3類膠體模板催化劑結構:3D大孔結構、大孔-介孔的多級孔結構、空心納米反應器。作者討論了膠體模板如何將納米粒子和載體的形成步驟之間進行解耦,從而在不同尺度設計比較容易調節的模塊化催化劑。其中受到人們特別關注的是raspberry膠體模板(RCT,raspberry colloid templating),這種RCT模板能夠將納米粒子安裝在載體內部,并且獲得非常好的熱力學穩定性和較好的反應物接觸。
作者說明RCT模板法能夠獨立的分別控制納米粒子的集體性質,比如納米粒子之間的接近和位置,而且不會影響其他催化性質,從而避免了混淆催化性質的分析。
(2)
作者討論了如何利用膠體模板在不同空間對活性位點進行不同的官能團化修飾,并且能夠引導反應物在催化劑結構內部傳輸,因此得以改善串聯催化反應的選擇性。
作者在這項綜述報道中強調了先進表征技術的重要作用,并且有助于理解這些催化劑結構的反應物傳輸,更好的理解催化劑結構的作用和功能。
參考文獻
Kang Rui Garrick Lim, Michael Aizenberg, and Joanna Aizenberg*, Colloidal Templating in Catalyst Design for Thermocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c07167
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07167