Гетерогенные катализаторы часто состоят из наночастиц металла, диспергированных внутри поверхности материала-носителя. В типичной реакции молекулы реагента, поступающие из газа или жидкой фазы, адсорбируются на поверхности катализатора, где и превращаются в требуемый продукт. Анализ таких реакций in situ - это всегда сложная проблема. Элин Ларсон с коллегами из технологического университета Чалмерса создали наноплазмонный зонд, позволяющий проследить за проведением катализируемой реакции в реальном времени.
В этом подходе применяется измерение оптического пропускания в кварцевом реакторе, содержащем прозрачный образец. Образец изготовлен из матрицы золотых дисков, нанесенных на тонкий слой материала-носителя, на который нанесены наночастицы катализатора. Золотые диски играют роль сенсорных структур при локализованном поверхностном плазмонном резонансе (ЛППР). Проходящий через образец свет имеет минимум интенсивности на длине волны, при которой возбуждение ЛППР в сенсорных частицах наиболее велико. Длина волны максимального возбуждения чувствительна к изменению диэлектрических свойств вблизи сенсорных частиц. Измеряя сдвиг длины волны, можно проследить за изменением поверхностного покрытия реагента на каталитических наночастицах.
Возможность метода была продемонстрирована на типичных реакциях с платиновым катализатором, включая окисление моноксида углерода, и было показано, что он может отслеживать изменения в адсорбированном покрытии с чувствительностью менее 0.1 монослой.
