Les catalyseurs de nanoparticules métalliques supportées jouent un rôle important dans une série de réactions importantes sur le plan industriel pour la production de carburant, la synthèse chimique fine, l’élimination des polluants et la récolte solaire. Cependant, les NP métalliques ont tendance à se fritter et/ou à se lessiver dans des conditions de réaction difficiles provoquant la désactivation du catalyseur, en particulier pour les métaux à basse température de Tammann (par exemple, Au, Cu). La régénération des catalyseurs désactivés est un processus complexe et coûteux ; par conséquent, la stabilisation des espèces métalliques contre le frittage et la lixiviation est extrêmement importante.
Le SMSI a été largement utilisé pour stabiliser les NP métalliques contre le frittage et/ou la lixiviation. En plus de la méthode classique de réduction à haute température, de nombreuses nouvelles voies ont été développées pour la construction de SMSI néotypes ces dernières années. Considérant l’importance des SMSI dans la stabilisation du catalyseur de nanoparticules métalliques supportées, le professeur Liang Wang et le professeur Feng-Shou Xiao (Collège de génie chimique et biologique, Université du Zhejiang) ont résumé les différentes nouvelles stratégies de construction des SMSI. Leurs avantages dans la stabilisation des NP métalliques et la modulation de la structure géométrique/électronique ont été abordés. En outre, les moteurs de la formation des SMSI ont été particulièrement discutés et les défis actuels et les perspectives futures pour la construction de SMSI néotypes ont été proposés.
Les auteurs ont classé les nouvelles voies de construction des SMSI en quatre aspects, notamment l’interaction oxydative forte méta-support (O-SMSI), le SMSI médié par l’adsorbat (A-SMSI), le SMSI induit par la réaction et le SMSI par chimie humide (wcSMSI). Ces nouveaux types de SMSI ont des caractéristiques similaires aux SMSI classiques mais sont conceptuellement différents en raison de l’évitement de la réduction à haute température pour induire l’encapsulation des nanoparticules métalliques. Les mécanismes de formation de SMSI derrière ces SMSI néotypes sont différents, ce qui aide au développement de catalyseurs métalliques supportés plus efficaces à l’avenir.
Les auteurs ont souligné que les travaux futurs sur les études SMSI pourraient devoir se concentrer sur le contrôle précis de la structure SMSI pour améliorer les performances catalytiques et utiliser les techniques de caractérisation des opérandes pour identifier la structure dynamique des catalyseurs sous différentes atmosphères afin de corréler l’interaction structure-performance. En outre, les mécanismes à l’origine de la formation de SMSI devraient être étudiés plus avant pour guider la synthèse de catalyseurs métalliques supportés plus efficaces.
La recherche a été publiée dans Science Chine Chimie.
Hai Wang et al, Nouvelles voies pour la construction d’interactions fortes métal-support, Science Chine Chimie (2022). DOI : 10.1007/s11426-022-1356-3