来自阿贡和加州大学圣芭芭拉分校的研究人员已经确定了另一种元素，它可以帮助活化钯，同时减少发生反应所需的贵金属的量。
为工业过程制造化学品通常要求科学家使用催化剂 - 一种加速化学反应的物质，它可以减少制造不同产品所需的能量。
科学家们长期以来一直认为钯是一种与铂紧密相关的贵金属，因为它具有高活性，因此是一种明星催化剂。但是，由于钯的价格非常昂贵，科学家一直在寻找另一种金属来替代大部分的钯参与到某些催化剂当中的方法。
在美国能源部（DOE）阿贡国家实验室和加州大学圣巴巴拉分校的一项新研究中，科学家们已经发现了另一种有助于活化钯的元素，同时减少了发生反应所需的贵金属量。
由阿尔贡化学家Max Delferro和他的同事Bruce Lipshutz（加利福尼亚大学圣巴巴拉分校化学教授）领导的一个研究小组通过在形成铁纳米颗粒过程中结合少量的钯和镍，设计了一种廉价且高效的系统， 将硝基 - 芳基基团转化为胺，这是一个在农业化学和制药工业中非常重要的化学基团。
Delferro说：“虽然这种还原途径众所周知，过去也有不同的方法来解决这个问题，但最大的问题之一是催化剂的专一性不好。钯是一种专一性非常好的金属，但我们需要少量使用以保持高专一性和高活性。”
为了“尽可能地拉伸钯”，Delferro和Lipshutz将钯纳米粒子分散在铁纳米粒子上，通过这种方式来最大化暴露钯原子的活性位点，促进钯原子与硝基 - 芳基发生反应。
如果没有镍，这些小的钯团簇会倾向于聚集在一起，失去可用的表面积，并因此导致活性部位面积减少。 但是，镍会阻止贵金属钯簇相互键合，从而保持高度分散。
你可以把它想象成一个沙箱中的磁铁，“Delferro说，”当沙箱空了，如果你摇晃沙箱，磁铁会趋于一起。 但是如果沙箱中有沙子，磁铁将会卡住，不能相互移动。
为了实际观察排列，Delferro和他的团队使用了美国能源部科学用户设施办公室的阿贡高级光子源。 在他们的实验中，阿贡研究人员在实际反应条件下监测催化剂，并观察到了不含镍的催化剂形式的钯聚集在一起。
在含有镍的催化剂形式中，这些聚集的相互作用没有发生，并且钯保持分散。
该研究的结果来自于启动该项目的诺华公司、 合成催化剂的加州大学圣塔芭芭拉分校;、在APS上表现了它的特点的阿贡之间的合作。 这些结果在12月8日发表在绿色化学杂志上，题为“掺杂有ppm水平的（Pd Ni）的铁纳米颗粒的协同效应，一种用于可持续硝基还原的新型催化剂。”
