Электрическое стимулирование каталитической активности покрытий из наночастиц золота при окислении СО

Экспериментально определено увеличение скорости каталитического окисления СО на покрытиях из наночастиц золота при подаче на них электрического напряжения различной полярности и величины от внешнего источника. В условиях эксперимента при 430 °С, атмосферном давлении, начальном составе смеси 1.8% СО + 10.2% О₂ + Ar и начальном размере частиц покрытия 0.2–3 нм последовательное увеличение подаваемого положительного напряжения U вначале приводит к росту скорости окисления СО на 28% при U = +10 В, плавно снижающемуся до 20% при U = +30 В. Подача отрицательного напряжения менее эффективна: вначале скорость окисления растет на 12% при U = –10 В, а затем снижается до 7% при U = –30 В. Выполнены квантовохимические расчеты теплот ассоциации СО и О₂ с простейшим электронейтральным или электрически заряженным кластером золота Au₃, а также теплот реакций Au₃CO + O → Au₃CO₂ и Au₃CO₂ → Au₃ + CO₂ для различных зарядов Au₃-содержащих комплексов. По результатам расчетов предложено объяснение увеличения скорости каталитического окисления СО на покрытиях из наночастиц золота, электрически заряженных с помощью внешнего источника напряжения.