Gold-Nanocluster:Ein leistungsstarker Katalysator für die CO-Oxidation enthüllt

Goldnanocluster – Ansammlungen von Goldatomen im Nanometerbereich – haben sich als vielseitige Katalysatoren für eine Reihe von Oxidations-, Veresterungs- und Epoxidierungsreaktionen erwiesen.

Während die außergewöhnliche Reaktivität von Gold dokumentiert wurde, blieb der zugrunde liegende Mechanismus unklar – bis jüngste Arbeiten einen bemerkenswerten kooperativen Effekt zwischen Kohlenmonoxid (CO) und Goldnanoclustern bei der Oxidation von CO zu CO₂ zeigten.

In einer kombinierten experimentellen und rechnerischen Studie von Forschern der University of Nebraska und der Xiangtan University entdeckte das Team einen Selbstoxidationsmechanismus. Wenn CO an bestimmten dreieckigen Au₃-Stellen auf einem Goldnanocluster adsorbiert, aktiviert es benachbarte O₂-Moleküle und ermöglicht so eine schnelle O-O-Bindungsspaltung in einem benachbarten OCOO-Zwischenprodukt.

Folglich beschleunigt das an Au₃ gebundene CO die Bildung von zwei CO₂-Molekülen und verwandelt den Nanocluster in einen hocheffizienten CO-Oxidationskatalysator.

Diese Ergebnisse verdeutlichen nicht nur die katalytische Leistungsfähigkeit von Gold, sondern eröffnen auch Möglichkeiten für die Entwicklung metallbasierter Katalysatoren, die gasförmige Coreaktanten für eine verbesserte Leistung nutzen.

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