Химия наноматериалов имеет несколько уникальных особенностей, которые отличают их от массивных аналогов. Эти особенности влияют на каталитические свойства наноматериалов:

Высокая удельная поверхность: Наноматериалы имеют значительно большую удельную поверхность в сравнении с массивными материалами. Это приводит к большему количеству активных сайтов на единицу массы, что увеличивает реакционную способность и эффективность катализаторов.

Квантовые размеры: На наноразмерном уровне начинают проявляться квантовые эффекты, которые могут изменять энергетические уровни и электронные свойства материалов. Эти эффекты могут влиять на скорость реакций и механизмы катализа, что может привести к новым или улучшенным катализаторным свойствам.

Размерные и морфологические эффекты: Наночастицы могут иметь различные формы (шара, трубки, листы и пр.), и их размер может значительно влиять на активность и селективность. Например, углеродные нанотрубки могут быть более эффективными в некоторых реакциях из-за своей структуры.

Наноструктурированность: Наноматериалы могут быть созданы с определенной архитектурой, что позволяет управлять их свойствами на молекулярном уровне. Это открывает новые возможности для дизайна катализаторов с заданными характеристиками.

Сurface energy and reactivity: Наноматериалы обладают высокой поверхностной энергией из-за большего соотношения поверхности к объему, что делает их более реакционноспособными по сравнению с массивными веществами. Это может привести к увеличению скорости каталитических реакций.

Эффекты взаимодействия с окружающей средой: Поскольку наноматериалы имеют большую поверхность, они более подвержены взаимодействиям с окружающей средой, что может влиять на их стабильность и каталитические свойства. Это может быть как преимуществом, так и недостатком.

Эти особенности приводят к тому, что наноматериалы часто демонстрируют улучшенные каталитические свойства по сравнению с их массивными аналогами, включая более высокую активность, селективность и устойчивость к деактивации.