Cómo separar los metales de un catalizador
El oro a granel es químicamente inerte y suele considerarse un mal catalizador. Sin embargo, cuando el oro se encuentra en partículas muy pequeñas con diámetros inferiores a 10 nm y se deposita sobre óxidos metálicos o carbón activado, se vuelve sorprendentemente activo, especialmente a bajas temperaturas, para muchas reacciones como la oxidación del CO y la epoxidación del propileno. El rendimiento catalítico del Au viene definido por tres factores principales: la estructura de contacto, la selección del soporte y el tamaño de las partículas. Se analiza el papel de las interfaces perimetrales de las partículas de Au como lugares de reacción, así como el cambio en la reactividad química de las agrupaciones de Au compuestas por menos de 300 átomos.
¿Qué tiene de valioso un catalizador?
Los catalizadores limpian las emisiones de los vehículos de gasolina y diésel mediante catalizadores metálicos que suelen contener platino, paladio y rodio. Estos catalizadores se presentan en forma de nanopartículas, recubiertas sobre un sustrato o «ladrillo». La química de los catalizadores depende de si el motor es de gasolina o diésel: cada uno necesita un sistema de catalizador distinto.
Los motores diésel suelen funcionar con poco combustible (más aire que combustible), por lo que un catalizador automático diésel suele funcionar como catalizador de oxidación (por eso se conoce como catalizador de oxidación diésel o DOC) y reduce las emisiones de CO y HC en más de un 90%.
Esto permite un control eficaz de las emisiones de arranque en frío hasta que el catalizador SCR es totalmente eficaz. Un motor diesel funciona con poco combustible (rico en aire), pero el NSC reduce el NOx a N2 mediante una purga de combustible rico / aire pobre que también regenera el NSC.
La aplicación de un revestimiento catalizador como un DOC a un filtro de partículas diésel (DPF) crea el producto CSF para reducir las partículas diésel y ayudar a controlar las emisiones gaseosas. El filtro de partículas diésel (DPF) elimina las partículas de los gases de escape diésel mediante filtración física.
Catalizador de oro Echavarren
El oro fascina a la humanidad desde hace mucho tiempo. Durante milenios se ha utilizado en el arte, la metalurgia cosmética y la arquitectura; este elemento se considera la máxima expresión de prosperidad y belleza. Esta miríada de usos es posible gracias a la inercia característica del oro a granel; lo que le permite parecer duradero y por encima del deslustre que experimentan otros metales, en parte gracias a su estatus de metal más noble.
Esta tendencia en el tamaño y la actividad de las partículas de oro se descubrió en los trabajos seminales de Hutchings (1985) y Haruta et al. (1987) sobre nanopartículas de oro pequeñas y bien dispersas, que resultaron ser catalizadores muy eficaces tanto para la reacción de oxidación del CO como para la hidrocloración del acetileno. La elevada actividad en la primera reacción es especialmente sorprendente, ya que el oro muestra energías de quimisorción endotérmicas para el oxígeno según un estudio DFT de primeros principios, lo que implica una incapacidad hacia la unión del oxígeno (Hvolbæk et al., 2007).
El objetivo de este número especial es debatir algunos avances recientes en el creciente número de reacciones en las que el oro ha encontrado una aplicación significativa y desarrollada con respecto a los materiales existentes (Figura 2). Aunque las aplicaciones que caen dentro del ámbito de este número especial son muchas y de amplio alcance, aquí discutiremos los recientes avances realizados dentro de estos procesos. Además, esta perspectiva también ofrece algunas pistas sobre las reacciones de reducción para mostrar la versatilidad de la catálisis del oro tanto para procesos oxidativos como reductivos.
¿Por qué se utiliza el oro como catalizador en los procesos industriales?
Catalytic Application of Nano-Gold Catalysts Capítulo revisado por pares de acceso abierto Gold-Catalysed Reactions Escrito por J.A. Moma, T.A. Ntho y Michael Scurrell Presentado: 14 de diciembre de 2015 Revisado: 5 de mayo de 2016 Publicado: 31 de agosto de 2016 DOI: 10.5772/64103 DESCARGAR GRATIS Compartir Citar Citar este capítulo Hay dos formas de citar este capítulo: 1. Elija el estilo de citación Seleccione el estilo
Las partículas de oro nanométricas se sintetizan convenientemente para aplicaciones prácticas en disolución o sobre superficies. En este último caso, el uso de soportes para obtener catalizadores de oro soportados es el método más extendido. Un método intermedio comprende el uso de la polimerización para acompañar el desarrollo de oro metálico a partir de sales de oro, ejemplificado por el uso de la polimerización simultánea de polianilina, donde puede ejercerse un control muy fino sobre el tamaño medio de las partículas de oro en el rango de 3-10 nm [1].
Recientemente se ha publicado un excelente resumen de la solución [2]. Ejemplos de la síntesis incluyen la formación de cúmulos de oro bien definidos, pequeñas nanopartículas de interés directo para la catálisis y partículas con formas especiales como poliedros, varillas, alambres y placas. Muy a menudo se utilizan capas orgánicas protectoras [3-7], como tioles, citrato y polivinilpirrolidona (PVP), que pueden actuar como agentes de recubrimiento. En el caso del oro, la reducción es relativamente fácil, por lo que pueden utilizarse agentes reductores suaves como citrato, ácido ascórbico o dioles. También se ha encontrado el uso de borohidruro sódico, así como casos en los que no se utiliza ningún reductor adicional, como la polimerización simultánea de anilina, en la que los átomos de hidrógeno liberados por la polimerización hacen efectivamente el trabajo [8]. De este modo, el polímero en crecimiento está en contacto íntimo con las nanopartículas de oro que se están formando, lo que aumenta considerablemente los efectos electrónicos y la estabilidad de las nanopartículas.