Группа исследователей из Токийского столичного университета под руководством профессора Сэйдзи Ямазоэ совершила важное открытие в области наноматериалов. Учёные детально изучили процессы адсорбции водорода и угарного газа в твердых веществах, содержащих особую «корончатую» структуру из платины и золота.
Исследование сфокусировалось на уникальном соединении [PtAu₈(PPh₃)₈]-H[PMo₁₂O₄₀], сокращённо названном PtAu₈-PMo₁₂. Его структура представляет собой атом платины, окружённый восемью атомами золота, защищёнными фосфиновыми лигандами и встроенными в кристаллическую решётку. Особенность материала заключается в наличии наноразмерных полостей, соединённых ультратонкими каналами.
Используя быстрое рентгеновское поглощение с интервалом измерений 0,1 секунды, исследователи наблюдали, как структура твёрдого вещества изменяется при введении газов. Эксперименты показали, что и водород, и угарный газ успешно связываются с атомом платины, существенно меняя атомное расположение и электронное состояние платины.
Важным открытием стала разница в скорости и обратимости адсорбции газов. Водород адсорбируется быстрее и обратимо, в то время как угарный газ связывается необратимо. Это объясняется размерами молекул: более мелкие молекулы водорода легче проникают через наноканалы, тогда как крупные молекулы CO движутся медленнее и прочнее связываются с платиной.
При связывании с угарным газом происходит интересная структурная трансформация: исходная «корончатая» структура преобразуется в «чашеобразную», при этом атом платины глубже погружается в кольцо из атомов золота.
Данное исследование демонстрирует критическую важность размеров и связности нанотоннелей для контроля поглощения и высвобождения газов. Это открывает новые возможности для создания высокочувствительных газовых сенсоров, технологий разделения газов и катализаторов следующего поколения.
Результаты работы вносят существенный вклад в понимание «структурного перепрограммирования» химических соединений, показывая, как диффузия в пустотах управляет структурными изменениями и транспортом газов в твёрдых телах.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследование сфокусировалось на уникальном соединении [PtAu₈(PPh₃)₈]-H[PMo₁₂O₄₀], сокращённо названном PtAu₈-PMo₁₂. Его структура представляет собой атом платины, окружённый восемью атомами золота, защищёнными фосфиновыми лигандами и встроенными в кристаллическую решётку. Особенность материала заключается в наличии наноразмерных полостей, соединённых ультратонкими каналами.
Используя быстрое рентгеновское поглощение с интервалом измерений 0,1 секунды, исследователи наблюдали, как структура твёрдого вещества изменяется при введении газов. Эксперименты показали, что и водород, и угарный газ успешно связываются с атомом платины, существенно меняя атомное расположение и электронное состояние платины.
Важным открытием стала разница в скорости и обратимости адсорбции газов. Водород адсорбируется быстрее и обратимо, в то время как угарный газ связывается необратимо. Это объясняется размерами молекул: более мелкие молекулы водорода легче проникают через наноканалы, тогда как крупные молекулы CO движутся медленнее и прочнее связываются с платиной.
При связывании с угарным газом происходит интересная структурная трансформация: исходная «корончатая» структура преобразуется в «чашеобразную», при этом атом платины глубже погружается в кольцо из атомов золота.
Данное исследование демонстрирует критическую важность размеров и связности нанотоннелей для контроля поглощения и высвобождения газов. Это открывает новые возможности для создания высокочувствительных газовых сенсоров, технологий разделения газов и катализаторов следующего поколения.
Результаты работы вносят существенный вклад в понимание «структурного перепрограммирования» химических соединений, показывая, как диффузия в пустотах управляет структурными изменениями и транспортом газов в твёрдых телах.
