触媒：不活性ナノオーバーレイによるPt/γ-Mo₂Nの保護が安定なH₂生成を可能にする

金属種の分散に反応性担体を用いることは、担持された金属触媒における競合的な反応物吸着–活性化パターンを非競合的機構へと調整するため、高効率界面触媒の構築に不可欠である。しかし、こうした反応性担体は触媒反応中に劣化する傾向があり、触媒の寿命と実用の可能性が制限されている。固有の触媒性能を損なわずに反応性担体と表面金属種を同時に保護するには、新しい戦略が必要である。今回我々は、不活性ナノオーバーレイを用いて反応性担体の表面を部分的に保護・区画化することによって高活性界面触媒の構造的安定性を向上させる、新しい戦略を報告する。具体的に我々は、高活性Pt/γ-Mo₂N触媒上に原子レベルで分散させた不活性酸化物ナノオーバーレイが、この反応性担体の表面酸化とそれによる失活の原因となるγ-Mo₂Nの余剰表面サイトをブロックできることを実証する。この戦略では、Pt担持率わずか0.26 wt％でメタノール改質反応による水素生成用の高効率・高耐久触媒が得られ、この触媒は、我々の知る限り過去最高の1530万という触媒回転数と、2万4500 mol_H2 mol⁻¹_metal h⁻¹という顕著な見かけの触媒回転頻度を示した。この革新的な手法は、貴金属消費削減と寿命向上の見通しを示しており、効果的で安定な不均一系触媒の設計に応用できる可能性がある。

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