新研究发现原子数影响催化剂性能

据国外网站报道：东京技术所的研究人员展示了铂簇中的单个铂原子是如何影响催化剂效果的。

燃料电池需要昂贵的金属铂作为催化剂，所以为了降低其成本，必须研制出效率更高的催化剂。包含少量铂原子的铂簇正是一种可能的选择，它可以比其他粗糙或者十分归整的铂排列有着更高的催化效率。含有特定原子数较为稳定的团簇结构相对来说比较容易合成，但是那些不太稳定的团簇则有更高的催化活性。相差一个原子就可能导致结果的巨大差异，而由于缺乏精确控制一个原子差别的合成技术，这些不稳定的团簇的研究受到限制。

Kimihisa Yamamoto团队开发了一种利用树状分子精确控制团簇中数量的合成方法。另外，他们也研究了原子量对于催化作用的影响。Yamamoto的团队先前合成了Pt12和 Pt13团簇。通过改进方法之后，他们可以通过简单调节金属前躯体和树状分子的量精确控制从Pt12到Pt24的一系列原子量不同的团。电化学测试表明，含有19个铂原子的Pt19的性能最好，实际上其结构为中心为稳定的Pt13内核，然后在这个稳定的结构边缘再接上铂原子。研究人员认为，这种边缘原子的加入对于性能的改进主要源自于新加的原子改变了团簇的结构。

这项工作的意义不仅仅在于提供了一种原子数量的合成方法，更重要的是解释了团簇结构对于性能的影响，并且揭示了那些不太稳定的铂团簇优异的催化性能。该研究成果已经发表在了Angewandte Chemie International Edition杂志上。