东京工业大学的一个研究小组开发了一种由粒径约为 1 纳米的超细纳米粒子“亚纳米粒子”催化的碳氢化合物氧化反应。本研究的目标碳氢化合物是一种称为甲苯的有机分子，它具有非活性的碳氢键，对市售的金属负载催化剂几乎没有活性，其催化活性比已知纳米粒子高约 50 倍。
将石油和天然气等化石原料的主要成分烃类转化为有用的有机氧化物的氧化反应是学术和工业上的重要催化反应。一般而言，已知通过将粒子尺寸减小至纳米尺寸来提高催化活性，并且期望具有特别小的尺寸的“亚纳米粒子”表现出极高的催化活性。然而，合成具有极小且均一尺寸的粒子在技术上是困难的，并且还没有准确评估催化活性的研究实例。
在这项研究中，我们通过使用一种称为树枝状聚合物的特殊聚合物作为模板，成功地合成了粒径均匀的亚纳米颗粒。当通过该方法使用各种亚纳米颗粒作为催化剂进行甲苯氧化反应时，发现随着颗粒尺寸的减小催化活性提高。我们还发现，在过渡金属中，具有特别低氧亲和力的铂表现出很高的催化活性，并且在具有 19 个原子的铂亚纳米颗粒催化剂中记录了比已知金属纳米颗粒高约 50 倍的催化活性。 .
预计这一结果将实现将惰性烃高效生产为工业有用的物质，并将进一步评估未来隐藏在亚纳米颗粒中的优异催化功能。
这篇论文被德国化学杂志《Angewandte Chemie International Edition》评为“非常重要的论文（VIP）-所有论文的前5%-”。
