Les catalyseurs à base de carbone dopé à l'azote (M-N-C) sont considérés comme des alternatives potentielles pour les métaux précieux, en raison de leur abondance, biocompatibilité, performances catalytiques élevées et sans danger pour l'environnement.

Cependant, les stratégies de synthèse actuelles pour la fabrication de catalyseurs M-N-C par pyrolyse à haute température conduisent inévitablement à une hétérogénéité structurelle.

Afin d'obtenir des M-N-C avec des sites actifs atomiquement dispersés, un post-traitement est nécessaire pour éliminer les nanoparticules contenant des métaux inorganiques. Cela rend toute la synthèse compliquée et peu respectueuse de l'environnement, et endommage même la structure du site M-Nx.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur YANG Yong du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences a développé une méthode simple, méthode synthétique de pyrolyse à haute température économique et efficace. L'étude a été publiée dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .

Utilisation de biochar écologique et de Cu bon marché (NO 3 ) 2 comme matières premières sans processus de post-traitement, les scientifiques ont synthétisé le catalyseur de Cu-N-C à dispersion atomique. La dispersion atomique de Cu-N coordinativement insaturé 2 sites est sur du carbone poreux hiérarchiquement dopé au N dérivé de la biomasse avec une surface spécifique élevée.

"Ce catalyseur présente des performances catalytiques exceptionnelles pour le couplage Glaser-Hay d'alcynes terminaux sous base sans, conditions sans ligand en utilisant de l'air comme oxydant, " dit REN Peng, un étudiant de troisième cycle de QIBEBT et premier auteur de l'étude.

Ce protocole a résolu le problème de la mauvaise sélectivité dans la synthèse d'asymétrique 1, 3-diyens, c'est une avancée importante dans le domaine, commenté par les pairs évaluateurs.

Les résultats expérimentaux et les calculs théoriques ont révélé que le faible nombre de coordination N des sites Cu à un seul atome dans Cu-N 2 présentait une adsorption préférentielle à l'alcyne terminal; pendant ce temps, les sites N pyridiniques adjacents sur la matrice carbonée ont facilité la déprotonation de l'alcyne adsorbé pour générer les espèces intermédiaires clés, augmentant ainsi de manière synergique la réaction.

Ce travail fournit non seulement une stratégie synthétique alternative facile pour la fabrication de catalyseurs M-N-C dispersés atomiquement, mais représente également une avancée significative pour accéder aux (non)symétriques 1, 3-diynes du couplage Glaser-Hay.