Pt katalyzátory nanesené na polybenzimidazolové nanovláknité rohože: elektrospinning na míru vedoucí k odlišné morfologii a disperzi platiny. Aplikace pro oxidaci VOC

Tým z Výzkumné skupiny katalýzy a reakčního inženýrství se zaměřil na vývoj nových heterogenních katalyzátorů pro rozklad těkavých organických látek, které patří mezi významné znečišťující složky ovzduší. Studie, nedávno publikovaná v časopise Catalysis Today, představuje unikátní využití nanovláken z polybenzimidazolu připravených technikou elektrostatického zvlákňování jako nosiče platinových nanočástic.

Elektrostatické zvlákňování umožňuje vytvářet mimořádně porézní nanovlákenné materiály, jejichž strukturu lze řídit podle způsobu přípravy – z roztoku, koloidu či suspenze. Tým ukázal, že tyto rozdíly ve struktuře přímo ovlivňují velikost a rozložení platinových nanočástic po následné impregnaci nosiče aktivní složkou, což má zásadní dopad na katalytickou účinnost. Při testech oxidace modelových těkavých látek, jako je toluen, aceton a ethanol, se prokázalo, že i malá změna průměrné velikosti nanočástic platiny z 9 na 11 nm vede k nárůstu aktivity katalyzátoru. Důležitým zjištěním bylo, že během katalytických experimentů dochází kvůli vzniku tzv. horkých míst na katalyzátoru k postupnému sintrování, tedy spojování platinových nanočástic, což paradoxně dále zvyšuje účinnost oxidace.

Hlavní předností nanovláken je jejich extrémně vysoká porozita, dosahující až 80 %, která minimalizuje omezení vnitřní difuze a umožňuje snadný přístup reaktantů k platinovým aktivním místům. Navíc lze díky jejich nízkému povrchu snadno připravit katalyzátory s potřebnou velikostí částic platiny. Díky tomu lze připravit katalyzátory, které jsou vysoce aktivní již při velmi nízkém obsahu platiny (0,08 hm.%). Výsledky studie tak zdůrazňují klíčovou roli morfologie nanovláken při návrhu moderních katalytických materiálů a nabízejí perspektivní cestu k efektivnějšímu odstraňování škodlivých polutantů z ovzduší.

• Soukup K., Balabánová J., Fernandez E., Kupčík J., Topka P.: Pt catalysts supported on polybenzimidazole nanofibrous mats: Tailored electrospinning leading to different morphology and platinum dispersion. Application to VOC oxidation. Catal. Today 2026, 461(Jan 2026), 115524. doi.org/10.1016/j.cattod.2025.115524