超小型銅酸化物粒子の触媒性能の向上

K. Sonobe, M. Tanabe, K. Yamamoto
ACS Nano 2020, 14, 1804-1810.

超小型粒子サイズ(<1 nm)のサブナノ粒子(SNPs)は、ナノ粒子よりも優れた触媒活性を提供する可能性がある。デンドリックマクロ分子リアクターを使用して調製されたジルコニア支持のサイズ制御されたCunOx(n = 12、28、および60)材料は、Cu 2p3/2領域のピーク強度に基づいて粒子サイズの減少に伴うCu–O結合のイオン性の増加を示した。超小型銅酸化物におけるCu–O結合の分極は、芳香環に結合したCH3基の好気的酸化においてサイズ依存的な触媒活性を提供する。最小のCu12Ox材料は、顕著な失活なしに優れた高いターンオーバー数(TON = 40,206)を達成した。

Enhanced Catalytic Performance of Subnano Copper Oxide Particles

Subnanoparticles (SNPs) with ultrasmall particle sizes (<1 nm) have potential to provide catalytic activity that is superior to that of nanoparticles. Size-controlled CunOx (n = 12, 28, and 60) materials supported on zirconia, prepared using a dendritic macromolecular reactor, exhibited increased ionicity of the Cu–O bonds with a decrease in size of the particles, which was suggested on the basis of the peak intensity in the Cu 2p3/2 region. The polarization of the Cu–O bonds in the ultrasmall copper oxides provides size-dependent catalytic activity in aerobic oxidation of the CH3 group bonded with aromatic rings. The smallest Cu12Ox materials achieved an excellent large turnover number (TON = 40 206) without any significant deactivation.