Published May 19, 2017 | Version v1
Publication Open

Mesoporous metallic rhodium nanoparticles

Creators

  • 1. National Institute for Materials Science
  • 2. Bilkent University
  • 3. Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University
  • 4. Australian Nuclear Science and Technology Organisation
  • 5. University of Wollongong

Description

Mesoporous noble metals are an emerging class of cutting-edge nanostructured catalysts due to their abundant exposed active sites and highly accessible surfaces. Although various noble metal (e.g. Pt, Pd and Au) structures have been synthesized by hard- and soft-templating methods, mesoporous rhodium (Rh) nanoparticles have never been generated via chemical reduction, in part due to the relatively high surface energy of rhodium (Rh) metal. Here we describe a simple, scalable route to generate mesoporous Rh by chemical reduction on polymeric micelle templates [poly(ethylene oxide)-b-poly(methyl methacrylate) (PEO-b-PMMA)]. The mesoporous Rh nanoparticles exhibited a ∼2.6 times enhancement for the electrocatalytic oxidation of methanol compared to commercially available Rh catalyst. Surprisingly, the high surface area mesoporous structure of the Rh catalyst was thermally stable up to 400 °C. The combination of high surface area and thermal stability also enables superior catalytic activity for the remediation of nitric oxide (NO) in lean-burn exhaust containing high concentrations of O2.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

المعادن النبيلة متوسطة المسام هي فئة ناشئة من المحفزات المتطورة ذات البنية النانوية بسبب مواقعها النشطة المكشوفة الوفيرة والأسطح التي يسهل الوصول إليها. على الرغم من أن العديد من هياكل المعادن النبيلة (مثل Pt و Pd و Au) قد تم تصنيعها بطرق التقسية الصلبة والناعمة، إلا أن جسيمات الروديوم متوسطة المسام (Rh) لم يتم توليدها أبدًا عن طريق الاختزال الكيميائي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الطاقة السطحية العالية نسبيًا لمعدن الروديوم (Rh). هنا نصف مسارًا بسيطًا وقابلًا للتطوير لتوليد Rh متوسط المسام عن طريق الاختزال الكيميائي على قوالب المذيلات البوليمرية [بولي(أكسيد الإيثيلين )- ب- بولي (ميثيل ميثاكريلات) (PEO - b - PMMA)]. أظهرت جسيمات Rh النانوية متوسطة المسام تعزيزًا قدره 2.6 مرة للأكسدة الحفازة الكهربائية للميثانول مقارنة بمحفز Rh المتاح تجاريًا. ومن المثير للدهشة أن البنية المتوسطة المسامية لمساحة السطح العالية لمحفز Rh كانت مستقرة حراريًا حتى 400 درجة مئوية. يتيح الجمع بين مساحة السطح العالية والاستقرار الحراري أيضًا نشاطًا حفازًا فائقًا لمعالجة أكسيد النيتريك (NO) في العادم الخالي من الدهون الذي يحتوي على تركيزات عالية من O2.

Translated Description (English)

Mesoporous noble metals are an emerging class of cutting-edge nanostructured catalysts due to their abundant exposed active sites and highly accessible surfaces. Although various noble metal (e.g. Pt, Pd and Au) structures have been synthesized by hard- and soft-templating methods, mesoporous rhodium (Rh) nanoparticles have never been generated via chemical reduction, in part due to the relatively high surface energy of rhodium (Rh) metal. Here we describe a simple, scalable route to generate mesoporous Rh by chemical reduction on polymeric micelle templates [poly(ethylene oxide)-b-poly(methyl methacrylate) (PEO-b-PMMA)]. The mesoporous Rh nanoparticles exhibited a ∼2.6 times enhancement for the electrocatalytic oxidation of methanol compared to commercially available Rh catalyst. Surprisingly, the high surface area mesoporous structure of the Rh catalyst was thermally stable up to 400 °C. The combination of high surface area and thermal stability also enables superior catalytic activity for the remediation of nitric oxide (NO) in lean-burn exhaust containing high concentrations of O2.

Translated Description (French)

Les métaux nobles mésoporeux sont une classe émergente de catalyseurs nanostructurés de pointe en raison de leurs sites actifs exposés abondants et de leurs surfaces hautement accessibles. Bien que diverses structures de métaux nobles (par exemple Pt, Pd et Au) aient été synthétisées par des méthodes de matriçage dur et mou, les nanoparticules de rhodium (Rh) mésoporeuses n'ont jamais été générées par réduction chimique, en partie en raison de l'énergie de surface relativement élevée du rhodium (Rh) métal. Nous décrivons ici une voie simple et évolutive pour générer du Rh mésoporeux par réduction chimique sur des modèles de micelles polymères [poly(oxyde d'éthylène)-b-poly(méthacrylate de méthyle) (PEO-b-PMMA)]. Les nanoparticules de Rh mésoporeuses présentaient une amélioration d'environ2,6 fois pour l'oxydation électrocatalytique du méthanol par rapport au catalyseur Rh disponible dans le commerce. Étonnamment, la structure mésoporeuse à surface spécifique élevée du catalyseur Rh était thermiquement stable jusqu'à 400 °C. La combinaison d'une surface spécifique élevée et d'une stabilité thermique permet également une activité catalytique supérieure pour la réhabilitation de l'oxyde nitrique (NO) dans les gaz d'échappement pauvres contenant de fortes concentrations d'O2.

Translated Description (Spanish)

Los metales nobles mesoporosos son una clase emergente de catalizadores nanoestructurados de vanguardia debido a sus abundantes sitios activos expuestos y superficies altamente accesibles. Aunque varias estructuras de metales nobles (por ejemplo, Pt, Pd y Au) se han sintetizado mediante métodos de moldeado duro y blando, las nanopartículas de rodio mesoporoso (Rh) nunca se han generado mediante reducción química, en parte debido a la energía superficial relativamente alta del metal de rodio (Rh). Aquí describimos una ruta simple y escalable para generar Rh mesoporoso mediante reducción química en plantillas de micelas poliméricas [poli(óxido de etileno)-b-poli(metacrilato de metilo) (PEO-b-PMMA)]. Las nanopartículas de Rh mesoporosas exhibieron una mejora de ~2,6 veces para la oxidación electrocatalítica de metanol en comparación con el catalizador de Rh disponible comercialmente. Sorprendentemente, la estructura mesoporosa de gran área superficial del catalizador Rh era térmicamente estable hasta 400 °C. La combinación de alta área de superficie y estabilidad térmica también permite una actividad catalítica superior para la remediación del óxido nítrico (NO) en el escape de combustión pobre que contiene altas concentraciones de O2.

Files

ncomms15581.pdf.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:be65a1a8b5a5fdfcb68c5715cffe3608
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
جسيمات الروديوم المعدنية متوسطة المسام
Translated title (English)
Mesoporous metallic rhodium nanoparticles
Translated title (French)
Nanoparticules métalliques mésoporeuses de rhodium
Translated title (Spanish)
Nanopartículas de rodio metálico mesoporoso

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2616200183
DOI
10.1038/ncomms15581

Is supplement to
https://openalex.org/W4381334504 (Other)
https://openalex.org/W3024399286 (Other)
https://openalex.org/W2559642527 (Other)
https://openalex.org/W2360908954 (Other)
https://openalex.org/W2355849266 (Other)
https://openalex.org/W2314401684 (Other)
https://openalex.org/W2076474764 (Other)
https://openalex.org/W2049341292 (Other)
https://openalex.org/W16761663 (Other)
https://openalex.org/W1511657822 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Bangladesh

References

  • https://openalex.org/W1578731180
  • https://openalex.org/W1709107675
  • https://openalex.org/W1890811665
  • https://openalex.org/W1947640403
  • https://openalex.org/W1986144014
  • https://openalex.org/W1990647032
  • https://openalex.org/W1992035098
  • https://openalex.org/W1996059490
  • https://openalex.org/W1997155563
  • https://openalex.org/W2039358004
  • https://openalex.org/W2041744965
  • https://openalex.org/W2043195940
  • https://openalex.org/W2050290300
  • https://openalex.org/W2053427667
  • https://openalex.org/W2056188473
  • https://openalex.org/W2068073290
  • https://openalex.org/W2071393510
  • https://openalex.org/W2073872893
  • https://openalex.org/W2075823963
  • https://openalex.org/W2080780440
  • https://openalex.org/W2081435761
  • https://openalex.org/W2092585712
  • https://openalex.org/W2095116945
  • https://openalex.org/W2101794577
  • https://openalex.org/W2120658705
  • https://openalex.org/W2124546359
  • https://openalex.org/W2130486648
  • https://openalex.org/W2133208663
  • https://openalex.org/W2141686597
  • https://openalex.org/W2145350453
  • https://openalex.org/W2164258859
  • https://openalex.org/W2167548618
  • https://openalex.org/W2171837386
  • https://openalex.org/W2208778303
  • https://openalex.org/W2220719432
  • https://openalex.org/W2232229854
  • https://openalex.org/W2233332741
  • https://openalex.org/W2243888953
  • https://openalex.org/W2297739828
  • https://openalex.org/W2315357324
  • https://openalex.org/W2318593501
  • https://openalex.org/W2323893617
  • https://openalex.org/W2329854080
  • https://openalex.org/W2331445062
  • https://openalex.org/W2331642273
  • https://openalex.org/W2335642732
  • https://openalex.org/W2336959805
  • https://openalex.org/W2346490328
  • https://openalex.org/W2407845137
  • https://openalex.org/W2507389777
  • https://openalex.org/W2507438193
  • https://openalex.org/W2516178983
  • https://openalex.org/W2546433560
  • https://openalex.org/W4252584221