Los efectos de confinamiento son bien conocidos en catálisis; están asociados con una estructura geométrica o electrónica espacialmente limitada del sitio activo y/o molécula de sustrato durante los ciclos catalíticos. En catálisis heterogénea los efectos de confinamiento suelen estar asociados a nanopartículas situadas en espacios nanométricos disponibles de los soportes, lo cual permite lograr una reactividad y selectividad únicas como se ha demostrado ampliamente con catalizadores metálicos a base de zeolita.
Una de las manifestaciones típicas del efecto de retención es el aumento significativo de la estabilidad. Por ejemplo, las nanopartículas metálicas pequeñas pueden resistir la sinterización en condiciones de alta temperatura cuando se encapsulan en cavidades o canales de las estructuras de zeolita. La movilidad de las partículas metálicas más pequeñas estará limitada por la estructura rígida de la zeolita, lo que dará como resultado una alta resistencia térmica a la sinterización incluso en una atmósfera reductora. Se ha demostrado que las partículas metálicas subnanométricas encerradas dentro de canales/cavidades de las zeolitas son catalizadores estables y eficientes.
Mediante la combinación de cálculos teóricos, simulaciones de imágenes y mediciones experimentales basadas en imágenes de contraste de fase diferencial integradas con microscopía electrónica de transmisión de barrido, se estudiaron la disposición y el entorno de coordinación de átomos de iridio aislados y grupos incrustados en zeolita. Los resultados del análisis de imágenes muestran que la deformación local está estrechamente relacionada con la fuerza de interacción metal-zeolita.
La observación directa de la retención de partículas metálicas subnanométricas encapsuladas en zeolitas permite comprender sus características estructurales y sus consecuencias catalíticas.
Más información en Nature Communications
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