Nanocatalysts, well-defined nanoscale heterogeneous catalysts, have emerged as a new
class of catalysts, of which reactivity and selectivity can be rationally controlled by their size, shape, and composition. Recently, Toste and Somojai have reported highly active heterogeneous metal nanoparticles for homogeneous electrophilic reactions through the design and synthesis of electrophilic metal surfaces. In their studies, Pt (II) or Pt (IV) species were identified and proposed for the catalytic activity. Although the catalytic activity of Pd nanoparticles was reported in Pd40/SBA-15, it is still questionable to suggest the existence of Pd (IV) species on the surface because they are considered to be transient intermediates in homogeneous catalysis. In this thesis, according to the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, we show that the oxidation states of Pd surfaces can be modulated by the choice of oxidizing agents. Pd (II) and Pd (IV) species were mainly generated by the oxidation with PhI(OAc)2 and PhICl2, respectively. Our experiments suggest that Pd (IV) species on the surface of Pd nanoparticles are the active Lewis-acid
catalysts for hydroalkoxylation reactions. Moreover, surfactant-free Pd@SiO2 yolk-shell nanocatalysts are shown to have a significant catalytic activity even at ambient temperature.
나노 촉매, 나노 이종 촉매는 반응성 및 선택성이 크기, 모양, 및 조성에 의해 제어 될 수있는 새롭게 등장한 촉매의 한 종류이다. 최근 Toste, Somojai 교수님 연구에 따르면, 전자 친화적인 금속 표면의 설계를 통해 반응의 활성이 높고 동종의 금속을 이용한 반응에 쓰일 수 있는 이종 금속 나노 입자를 보고하였다. 이들 연구에서, 백금 (II) 또는 백금 (Ⅳ)를 식별하고, 촉매 활성을 제시하였다. 팔라듐의 경우, Pd40 / SBA-15이 팔라듐 나노 입자의 촉매 활성을 가진다고 보고되었지만, 그것이 Pd (IV)의 존재를 암시하는 것은 여전히 의문이다. 이 논문에서는, X 선 광전자 분광법 (XPS) 분석을 통하여 Pd 표면의 산화 상태가 산화제의 선택에 의해 조절 될 수 있음을 보여주었다. 팔라듐 (II) 및 Pd은 (IV)는 주로 종 각각 PHI (OAC) 2, PhICl2와 산화에 의해 생성되었다. 실험에는 팔라듐 나노 입자의 표면에 팔라듐 (IV) 종이 루이스 산성임을 보여주었다. 또한, hydroalkoxylation 반응에 대한 Pd@SiO2 요크쉘 나노 촉매는 온도에 상관없이 상당한 촉매 활성을 갖는 것을 밝혔다.
