Γιατί το μέγεθος έχει σημασία για το χρυσό ως καταλύτη

Το μέγεθος έχει σημασία για το χρυσό ως καταλύτη επειδή όσο μικρότερα είναι τα χρυσά νανοσωματίδια, τόσο πιο ενεργά είναι. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μικρότερα νανοσωματίδια έχουν υψηλότερη αναλογία επιφάνειας προς όγκο, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερα άτομα στην επιφάνεια του νανοσωματιδίου που μπορούν να εμπλέκονται σε καταλυτικές αντιδράσεις. Επιπλέον, τα μικρότερα νανοσωματίδια είναι πιο πιθανό να διασκορπιστούν ομοιόμορφα σε όλο το μίγμα της αντίδρασης, το οποίο αυξάνει επίσης τη δραστηριότητά τους.

Για παράδειγμα, στην αντίδραση του μονοξειδίου του άνθρακα και του οξυγόνου για να σχηματιστούν διοξείδιο του άνθρακα, τα νανοσωματίδια χρυσού έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ δραστικοί καταλύτες. Ωστόσο, η δραστηριότητα των νανοσωματιδίων χρυσού εξαρτάται έντονα από το μέγεθός τους. Τα νανοσωματίδια με διάμετρο περίπου 2 νανόμετρων είναι τα πιο δραστήρια, ενώ τα μεγαλύτερα νανοσωματίδια είναι λιγότερο ενεργά.

Το μέγεθος των νανοσωματιδίων χρυσού μπορεί να ελεγχθεί από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου σύνθεσης, της θερμοκρασίας και της παρουσίας άλλων χημικών ουσιών. Με τον προσεκτικό έλεγχο αυτών των παραγόντων, είναι δυνατόν να παραχθούν χρυσά νανοσωματίδια του επιθυμητού μεγέθους για μια συγκεκριμένη καταλυτική εφαρμογή.

Ακολουθούν ορισμένα συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς το μέγεθος έχει σημασία για το χρυσό ως καταλύτη:

* Στην αντίδραση του μονοξειδίου του άνθρακα και του οξυγόνου για να σχηματίσουν διοξείδιο του άνθρακα, τα νανοσωματίδια χρυσού με διάμετρο περίπου 2 νανόμετρα είναι τα πιο δραστικά.

* Στην αντίδραση του αιθυλενίου και του υδρογόνου για να σχηματιστούν αιθάνιο, τα νανοσωματίδια χρυσού με διάμετρο περίπου 5 νανόμετρων είναι τα πιο δραστικά.

* Στην αντίδραση του προπυλενίου και του υδρογόνου για να σχηματίσουν προπάνιο, τα νανοσωματίδια χρυσού με διάμετρο περίπου 10 νανόμετρων είναι τα πιο ενεργά.

Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα για το πώς το μέγεθος έχει σημασία για το χρυσό ως καταλύτη. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων χρυσού μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην καταλυτική τους δραστηριότητα και είναι σημαντικό να εξεταστεί αυτός ο παράγοντας κατά το σχεδιασμό ενός καταλύτη για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.