鉑金是許多不同反應(yīng)的強(qiáng)大催化劑，最常用于燃料電池和凈化汽車(chē)排放物的催化轉(zhuǎn)化器中。然而，問(wèn)題是，它是地球上最稀有和最昂貴的金屬之一，限制了使用鉑金催化劑的設(shè)備的規(guī)模。因此，科學(xué)家們一直在試驗(yàn)新的方法，以減少這些設(shè)備所需的鉑金數(shù)量，甚至完全消除它。

現(xiàn)在，澳大利亞的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來(lái)大幅減少這些反應(yīng)所需的鉑金數(shù)量。該團(tuán)隊(duì)沒(méi)有將鉑金原子錨定在固體基質(zhì)上，而是找到了一種將它們懸浮在液體中的方法，使其更有效和可重復(fù)使用。

首先，鉑金在大約300°C的溫度下被溶解到鎵中幾個(gè)小時(shí)。然后，一旦混合物冷卻下來(lái)，它就成為一種催化材料，在鎵的低熔點(diǎn)29.8°C以上保持液態(tài)。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉑金的通常熔點(diǎn)1768℃。

由此產(chǎn)生的材料具有一些驚人的特性。它可以進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)，即在物質(zhì)中添加或去除氧氣。即使鉑金在合金中只占0.0001%的原子，這種液體催化劑的效率也比由10%的鉑金組成的固體催化劑高一千多倍。更好的是，副產(chǎn)品不會(huì)像固體催化劑那樣堆積在催化劑上并降低其效果。

在仔細(xì)檢查液體催化劑時(shí)，研究小組發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有兩個(gè)鉑金原子相互接觸--它們?nèi)匀环稚⒃阪壷?。奇怪的是，鉑金似乎正在對(duì)周?chē)逆壥┘佑绊?，而鎵則在做催化工作。

該研究的作者Andrew Christofferson博士說(shuō)：“鉑金實(shí)際上是在表面以下一點(diǎn)點(diǎn)，它正在激活它周?chē)逆壴印Ｒ虼?，在鉑金的影響下，神奇的事情正在鎵上發(fā)生。但是如果沒(méi)有鉑金，它就不會(huì)發(fā)生。據(jù)我所知，這完全不同于任何人所展示的任何其他催化作用?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這項(xiàng)新技術(shù)展示了一種進(jìn)一步擴(kuò)展我們稀少的鉑金供應(yīng)的方法，允許使用更少的數(shù)量來(lái)達(dá)到相同甚至更強(qiáng)的催化效果。這也應(yīng)該使成本下降，使有效的催化劑得到更廣泛的使用。

但是，好處不僅僅是鉑金--研究小組說(shuō)這種液態(tài)金屬催化劑可以與1000多種其他元素結(jié)合，產(chǎn)生同樣多的不同反應(yīng)。調(diào)查這些將是未來(lái)工作的一個(gè)重點(diǎn)。

該研究發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上。