Theo các nghiên cứu về tính chất xúc tác của kim loại quý t, Au mang trên các chất nền, t, Au kim loại chỉ thể hiện hoạt tính xúc mạnh mẽ và ưu việt hơn so với chất xúc tác kim loại quý khác khi được phân tán đồng đều trên chất nền với kích thước hạt nhỏ hơn 5nm. Đặc biệt là xúc tác Au, nếu tồn tại ở dạng cụm - cluster, kích thước nhỏ hơn 2nm thì hoạt tính xúc tác của chúng là mạnh nhất. Kích thước hạt càng lớn, hoạt tính xúc tác càng giảm . t ở kích thước > 10nm, hoạt tính oxi hoá giảm đáng kể so với dạng cluster < 2nm [27,2 ,32,50]. Trong quá trình oxi hoá pha khí propen hoặc oxi hoá pha lỏng các ancol, kim loại Au kích thước lớn hơn 7 nm hay dạng bột vô định hình, chúng trở nên trơ về mặt
36
hoá học và mất hẳn hoạt tính xúc tác khi ở kích thước >10nm. Đây là nguyên nhân giải thích trước đây kim loại Au được cho là trơ hoạt tính. Như vậy, đối với lĩnh vực xúc tác riêng, các hạt kim loại nano được xem là có giá trị hơn nhiều so với dạng khối.
Hoạt tính xúc tác cũng phụ thuộc chặt chẽ vào kích thước hạt xúc tác, phương pháp điều chế, độ phân tán đồng đều. Hạt kim loại chế tạo càng có kích thước nano nhỏ càng có hoạt tính cao.
Đối với xúc tác mang kim loại t, Au trên chất nền, một số phương pháp điều chế xúc tác thường được áp dụng rộng rãi hiện nay:
1.4.6.1.Phương pháp tẩm ướt ( Wetness incipient)
Nhiều ý kiến cho rằng, với phương pháp này hạt kim loại tạo thành có thể đạt kích thước rất nhỏ <2 nm, phân tán đồng đều, phù hợp cho các chất nền oxit kim loại như Al2O3, MgO...
Các dung dịch axit H2PtCl6 và HAuCl4 với lượng phù hợp được pha loãng trong nước cất. Dung dịch này được nhỏ giọt từ từ vào chất mang cho đến hết trong sự khuấy trộn đều. Sau đó, tiền chất được làm khô qua đêm ở 800C, cuối cùng, tiến hành khử trong dòng H2/N2 ở nhiệt độ 2500C trong 2 giờ thu được xúc tác t, Au/chất mang.
1.4.6.2. Phương pháp phân huỷ kết tủa (Deposition- precipitation)
Đây là phương pháp được sử dụng rất rộng rãi hiện nay trong quá trình điều chế xúc tác mang kim loại. Đối với xúc tác mang kim loại t, Au/ chất mang thường là các oxit kim loại như: Fe2O3, TiO2, CeO2, C hoạt tính, có thể sử dụng các tác nhân khử hoá H2, NaBH4 hoặc ure.
Quá trình tổng hợp xúc tác diễn ra theo các bước chính: a) Thuỷ phân axit tạo kết tủa:
37
b) Sử dụng các chất khử đưa xúc tác về dạng kim loại: +) Dùng tác nhân khử hoá hiđro:
+ Dùng chất khử NaBH4
+) Dùng chất khử ure: