Goud en titaandioxide kunnen samen de oxidatie van CO tot CO2 katalyseren, iets waar ze individueel niet toe in staat zijn. Met dit nieuwe inzicht in de heterogene katalyse wisten John Yates en Matthew Neurock (University of Virginia) en hun medewerkers deze week Science te halen.

De onderzoekers deden proeven met gouddeeltjes van gemiddeld 3 nanometer op een TiO₂-drager. Wat ze zagen gebeuren was dat een O₂-molecuul wordt geadsorbeerd op het grensvlak van beide materialen, waarbij één van beide atomen zich aan TiO₂ hecht en de ander aan Au.

Beide materialen kunnen tevens CO-moleculen adsorberen. Wanneer zo’n CO vlak naast het reeds genoemde O₂ terecht komt, bindt de O die op de Au zat zich tevens aan deze CO. Vervolgens wordt de binding tussen de twee O’s verbroken en hou je CO₂ en een losse O over. Die losse O hecht zich onmiddellijk aan de eerste de beste CO die in de buurt is, zodat die ook in CO₂ verandert.

Het artikel suggereert dat de CO’s in principe zowel van TiO₂ als van Au af kunnen komen. De eerste optie lijkt de voorkeur te hebben, maar bij stijgende temperatuur wordt de ijdrage vanuit het Au-oppervlak wel wat groter.

Met infraroodspectrometrie hebben de onderzoekers kunnen vaststellen dat het echt zo werkt, waarna dichtheidsfunctionaaltheoretische berekeningen bevestigden dat het theoretisch ook echt kan.

Op zich zit op deze oxidatie van CO waarschijnlijk niemand te wachten. Maar het principe, en vooral dat men nu begrijpt hoe het werkt, zou wel eens heel interessant kunnen zijn voor een hele reeks andere oxidatiereacties.

bron: University of Virginia