Hebei Messi Biology Co., Ltd. gibt an, dass die spezifische Oberfläche von Oxidträgern eine entscheidende Rolle für die Morphologie und die Eigenschaften einwandiger Kohlenstoffnanoröhren spielt. Durch das Aufbringen von Fe-Co auf Magnesiumoxid-Träger mit unterschiedlichen spezifischen Oberflächen und die Synthese von Nanoröhren mittels Methanpyrolyse unter Anwendung von RF-CCVD (Radiofrequenz-gestützte katalytische chemische Gasphasenabscheidung) – wobei Induktionserwärmung zur Senkung des Energieverbrauchs eingesetzt wurde – konnten Forscher die Kristallinität des Produkts verbessern und die Bildung von amorphem Kohlenstoff unterdrücken. Experimente zeigten, dass eine größere spezifische Oberfläche des mit Metallnanopartikeln beladenen Trägers die Bildung von Nanoröhren mit kompakter Struktur, enger Partikelgrößenverteilung und hoher Reinheit begünstigt; die große spezifische Oberfläche und die hohe Porosität erleichtern die Verankerung der Metallnanopartikel und verhindern so deren Migration während des thermischen Wachstums der Nanoröhren. Verringert sich hingegen die spezifische Oberfläche des Magnesiumoxids, neigen die aktiven Metalle zur Aggregation auf dem Träger, was sich nachteilig auf den Durchmesser, die Kristallinität und die Stabilität der Nanoröhren auswirkt. Die Studie identifiziert die spezifische Oberfläche des Magnesiumoxid-Trägers als entscheidenden Faktor für die Steuerung der Nanoröhren-Synthese sowie deren Morphologie und mikrostruktureller Eigenschaften.
Hinsichtlich der Aktivität und Leistungsfähigkeit von auf Magnesiumoxid geträgerten Katalysatoren wurden Goldpartikel mittels der Methode der homogenen Abscheidungsfällung (HDP) unter Verwendung von Harnstoff als Fällungsmittel auf der Magnesiumoxid-Oberfläche abgeschieden. Die Aktivität des Au/MgO-Katalysators wurde anhand der Oxidation von Benzylalkohol zu Benzaldehyd bewertet, wobei tert-Butylhydroperoxid (TBHP) als organisches Oxidationsmittel diente und die Reaktionsbedingungen auf 95 °C bei einer Dauer von 0,5 Stunden festgelegt waren. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass Parameter wie die Katalysatorherstellungsmethode, der Goldgehalt und die Kalzinierungstemperatur eng mit der katalytischen Aktivität, der Effizienz und der relativen Selektivität korrelierten. Insbesondere führte eine Erhöhung der Goldbeladung (bis zu einem Maximum von 0,1 mmol Au/g) zu entsprechenden Verbesserungen sowohl bei der Umsatzrate von Benzylalkohol als auch bei der Selektivität der Reaktion. Zudem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die optimale Kalzinierungstemperatur zur Maximierung des Umsatzes von Benzylalkohol zu Benzaldehyd am Au/MgO-Katalysator bei 400 °C liegt. Die bei Materialien, die bei niedrigeren Temperaturen (100 °C oder 200 °C) kalziniert wurden, beobachtete geringe katalytische Aktivität lässt sich auf das Vorhandensein von Restwasser im Katalysator oder auf die unvollständige Zersetzung der Goldvorläuferverbindungen auf dem Träger zurückführen. Wurde die Kalzinierungstemperatur hingegen auf den Bereich von 400 bis 900 °C erhöht, war der beobachtete Rückgang der Reaktionsausbeute wahrscheinlich auf eine Zunahme des Nanopartikeldurchmessers von 9 nm auf 36 nm zurückzuführen; dieses Wachstum der Goldpartikelgröße ging mit einer Verringerung der spezifischen Oberfläche von 47 m²/g auf 34 m²/g einher.
Unter Verwendung von Magnesiumoxid als Katalysatorträger setzten die Forscher ein Mikroemulsionsverfahren ein – unter Nutzung eines Systems aus CTAB (Cetyltrimethylammoniumbromid), 1-Butanol, Isooctan und Nitratsalzen –, um 20 Gew.-% LaMnO₃ auf der MgO-Oberfläche abzuscheiden. Um die Wechselwirkung zwischen LaMnO₃ und MgO zu steuern und das Ausmaß der Interaktion zwischen Katalysator und Träger zu untersuchen, wurden drei verschiedene Herstellungsverfahren angewandt: (1) Co-Fällungssynthese von LaMnO₃ und MgO (ME-Coprec); (2) Fällung der LaMnO₃-Vorläuferverbindung auf die Oberfläche der MgO-Vorläuferverbindung; und (3) getrennte Synthese der LaMnO₃- und MgO-Vorläuferverbindungen mit anschließendem Mischen. Experimentelle Daten zeigten, dass das Syntheseverfahren Eigenschaften wie das TPR-Profil (temperaturprogrammierte Reduktion) und die spezifische Oberfläche nur dann beeinflusste, wenn die Kalzinierungstemperatur 900 °C betrug; bei höheren Temperaturen (1100–1300 °C) änderten sich weder die spezifische Oberfläche noch die Form des TPR-Profils, was wahrscheinlich auf den Verlust der Wechselwirkung zwischen den LaMnO₃- und MgO-Phasen zurückzuführen ist. Aktivitätstests, bei denen die Verbrennung von 1,5 % Methan in Luft untersucht wurde, zeigten, dass der geträgerte Katalysator eine höhere Aktivität aufwies als das ungeträgerte LaMnO₃-Oxid.