Nano-Goldcluster: Leistungsstarker Katalysator für Oxidationsreaktionen

Nanosized gold clusters sind bekannt für ihre Fähigkeit, eine breite Palette von Reaktionen zu katalysieren – einschließlich Oxidationen, Esterifizierungen und Epoxidierungen. Doch die Ursprünge der bemerkenswerten Reaktivität des Metalls blieben lange unklar. Insbesondere Golds Rolle als Katalysator für CO-Oxidation ist seit langem anerkannt. Jüngste computergestützte Arbeiten zeigen nun, dass CO selbst als Co-Katalysator wirken kann und die Oxidation von CO zu CO₂ beschleunigt, wenn es an Gold-Nanoclustern angrenzt.

Mechanismus

Forscher der University of Nebraska und der Xiangtan University in China haben einen Selbstoxidationspfad aufgeklärt. Ihre Ergebnisse zeigen, dass, wenn CO an spezifische dreieckige Au₃-aktive Stellen auf Gold-Nanoclustern in Gegenwart von O₂ bindet, das CO-Molekül beim Spalten eines angrenzenden OCOO-Intermediats assistiert. Die Studie demonstriert, dass ein an Au₃ gebundenes CO-Nachbar die O–O-Bindungsspaltung beschleunigt und zwei CO₂-Moleküle liefert.

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