Colloidal platinum‐polyacid nanocatalyst systems

Various water-soluble polymers, with special emphasis on polyacids, were employed for the stabilization of colloidal platinum nanoparticles which had been prepared by the in-situ reduction of dihydrogen hexachloroplatinate H2PtCl6. The particle sizes, size distributions, and morphologies of the platinum nanoparticles were determined by transmission electron microscopy. In addition, the catalytic activities of the platinum-polymer systems were qualitatively evaluated by the hydrogenation of cyclohexene as a model reaction. The type of polymer (e. g., the use of a polyacid versus a nonionic, water-soluble polymer) cannot only influence the nanoparticle sizes and morphologies and the colloid stabilities, but the catalytic activities as well. In most cases, increased catalytic activities were observed for the platinum catalysts if various polyacids were used as protective matrices. Several influences, such as the particle size and morphology, and the interactions between the polymer and the catalyst nanoparticles have to be considered. Therefore, the selection of the protective polymer is highly important for tailoring the catalytic properties of such metal-polymer catalyst systems. Additional influences may stem from the presence of ions (e. g., from the metal precursor or the counterions of the polymer) or special functions introduced by certain components of the polymer (e. g., units capable of hydrogen transfer). Mehrere wasserlosliche Polymere, unter besonderer Berucksichtigung von Polysauren, wurden fur die Stabilisierung von kolloidalen Platin-Nanopartikeln eingesetzt. Die Platinpartikel wurden durch in-situ Reduktion von Dihydrogenhexachlorplatinat H2PtCl6 hergestellt. Die Partikelgrosen, -grosenverteilungen und -morphologien wurden durch Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt. Weiterhin wurden die katalytischen Aktivitaten der Platin-Polymer-Systeme qualitativ durch Hydrierung von Cyclohexen als Modellreaktion bestimmt. Die Art des Schutzpolymeren (z. B. die Verwendung einer Polysaure im Gegensatz zu einem nichtionischen, wasserloslichen Polymeren) kann nicht nur die Grose und Morphologie der Nanopartikel sowie die Stabilitat der Kolloide beeinflussen, sondern auch die katalytische Aktivitat. In den meisten Fallen wurden erhohte katalytische Aktivitaten der Platinkatalysatoren beobachtet, wenn verschiedene Polysauren als Schutzmatrices eingesetzt wurden. Unterschiedliche Einflusse, wie die Partikelgrose und -morphologie sowie die Wechselwirkungen zwischen dem Polymeren und den Katalysatornanopartikeln, sind zu berucksichtigen. Daher ist die Auswahl des Schutzpolymeren auserst wichtig, um die katalytischen Eigenschaften solcher Metall-Polymer-Systeme maszuschneidern. Zusatzliche Einflusse konnen von der Gegenwart von Ionen (z. B. von der Vorstufe der Metallverbindung oder den Gegenionen des Polymeren) stammen. Spezielle Funktionen konnen auch durch entsprechende Bestandteile des Polymeren (z. B. Wasserstofftransfereinheiten) eingefuhrt werden.