负载型双金属催化剂是多相催化中重要的一类催化剂。它们可应用于各种领域，如电催化、生物质转化和制氢。然而，传统的用于合成负载型双金属纳米粒子(BNPs)的浸渍和固定方法往往不可控，从而产生粒径不均匀、合金度低、在载体上分布不均匀的BNPs。结果是催化性能差和金属利用率低。

为了提高所支持的 BNP 的性能和效率，中国科学院 (CAS) 青岛生物能源与生物过程技术研究所 (QIBEBT) 的王光辉教授和姜和清教授与来自中国科学院的刘健教授合作。大连化学物理研究所(DICP)最近提出了一种纳米反应器策略，用于支持超细 BNP 的可扩展合成。

该策略将高质量种子(Pd 纳米团簇)和 Au 离子引入氮掺杂介孔聚合物 (NMP)。NMP 用作纳米反应器，用于热还原过程中固态 PdAu BNP 的种子生长。

“合成的 Pd 1 Au 1/4 BNP 的直径非常均匀，误差为 0.5 nm，并且均匀分散在 NMP 载体中，”王教授说。

与单金属类似物 Pd/NMP 和 Au/NMP 相比，Pd 1 Au 1/4 /NMP 样品在甲酸(FA) 脱氢中显示出增强的催化性能。

“增强的活性可归因于 Pd 1 Au 1/4 BNP 中Pd 和 Au 之间的电子相互作用。此外，可以通过在合成过程中改变 PdAu BNP 的组成来调整电子相互作用，”姜教授说。

此外，由于其珊瑚状结构，PdAu/NMP 产品可以在温和压力 (1.0 bar) 下通过压粒机模塑成整体，无需任何粘合剂。整料含有丰富的大孔，这对液体反应中的传质有益。

值得注意的是，Pd 1 Au 1/4 /NMP的整料在 FA 脱氢中仍然表现出相当大的活​​性，在 333 K 下的 TOF 值为 3684 h-1，并且可以循环使用 5 次而没有质量损失和活性变化。

许多其他受支持的 Pd 基 BNP(直径范围为 2-3 nm)也已使用这种方法合成，包括 PdRu、PdCo、PdNi、PdZn、PdAg 和 PdCu BNP。

这种提出的纳米反应器策略为合成各种负载型双金属催化剂提供了有效途径。这些催化剂有望应用于绿色和可持续的催化过程。

这项研究于 7 月 30 日发表在《今日材料》上。