L'oxydation des alcools primaires en acides carboxyliques est importante à la fois en chimie organique et dans l'industrie chimique car les produits d'oxydation peuvent être utilisés pour préparer divers produits pharmaceutiques et produits chimiques utiles. Le processus d'oxydation photocatalytique a été considéré comme une technologie durable pour réaliser l'oxydation sélective dans des conditions ambiantes avec l'irradiation de la lumière solaire. Pour développer des photocatalyseurs supérieurs avec une large gamme d'absorption de la lumière et une séparation électron-trou efficace, la modification de surface avec des nanoparticules métalliques telles que Au et Pt permet le transfert rapide d'électrons photoexcités vers les sites actifs de surface. Par conséquent, des catalyseurs bimétalliques Au et Pt seraient souhaitables en combinant les avantages à la fois de l'effet de résonance plasmonique de surface sur Au et de l'effet d'activation sur Pt pour améliorer encore l'efficacité de l'oxydation catalytique sous irradiation de lumière visible.

Les matériaux à structure creuse ont montré un grand potentiel dans une variété d'applications, y compris la catalyse, libération et délivrance de médicaments, et le stockage et la conversion d'énergie. Une surface spécifique élevée et des vides discrets permettent d'abondants sites de surface accessibles et l'immobilisation des centres réactifs pour les réactions catalytiques. Plus de molécules réactives peuvent être adsorbées et enrichies dans la structure creuse pour accélérer les réactions. Cependant, il reste un défi de développer une méthode synthétique facile et douce pour créer simultanément un nanoréacteur photocatalytique creux efficace avec des canaux poreux ordonnés sur la coque, emplacement du métal bien contrôlé, utilisation à large spectre et transfert de masse et diffusion bien contrôlés.

Dans un nouvel article de recherche publié dans le journal basé à Pékin Revue scientifique nationale , scientifiques de l'Institut de physique chimique de Dalian, Académie chinoise des sciences, Université de Surrey, L'Université de technologie de Sydney et l'Université de Sydney ont démontré une synthèse facile de photocatalyseurs à structure creuse avec une localisation spatiale contrôlable des métaux actifs, compositions chimiques et épaisseur de coque réglable. Des structures creuses peuvent être obtenues grâce à un revêtement SiO 2 à la surface du ZIF-8 et un traitement hydrothermal ultérieur. Le mécanisme de formation des structures creuses est systématiquement étudié et un modèle « adhésif-contraction » est proposé. Les nanoréacteurs AuPt@HMZS présentaient une région d'absorbance plus large sous la lumière visible et une excellente activité catalytique dans l'oxydation de l'alcool cinnamylique en acide cinnamique avec une sélectivité de 99%.

Les nanoréacteurs AuPt@HMZS présentent les avantages suivants :i) région d'absorbance plus large sous lumière visible; ii) une diffusion multiple de la lumière peut être générée dans un vide creux pour améliorer le processus de collecte de la lumière et la chaleur générée par l'effet photothermique est collectée ; iii) Les canaux uniformes sont excellents pour faciliter la diffusion des réactifs et le transfert de masse; iv) Un effet synergique entre l'injection d'électrons chauds plasmoniques et le piégeage d'électrons améliore l'utilisation de l'énergie solaire et la séparation électron-trou des photocatalyseurs ; v) Les fortes interactions métal-métal à l'interface de l'alliage ajustent les performances de la réaction.

"La stratégie proposée pour construire des structures creuses en tant que micro/nanoréacteurs multifonctionnels est prometteuse pour la conception de catalyseurs hautes performances et durables pour la synthèse chimique, " a déclaré le professeur Jian Liu. " C'est une technologie étonnante pour la construction de micro / nanoréacteurs avec une localisation spatiale précise des sites actifs, " a ajouté le professeur Jun Huang.