La catalyse au carbone est une transformation catalytique attrayante sans métal, et ses performances dépendent fortement du nombre de sites actifs accessibles. Cependant, en raison de la stabilité inhérente de la liaison C – C, seuls des sites actifs limités au niveau des défauts de bord du plan basal peuvent être obtenus même après un traitement d'oxydation sévère. Par conséquent, pour favoriser le développement de la carbocatalyse, il est hautement souhaitable d'augmenter la densité des sites actifs intrinsèques du carbone du point de vue de la méthodologie.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Gang Liu de l'Université de Jilin, en Chine, a développé une méthode facile induite par l'interaction d'interface pour fabriquer des carbones poreux dérivés de la biomasse (Bio-PC) avec une porosité et une chimie de surface réglables. En l'absence de traitement d'oxydation, la concentration en groupements fonctionnels oxygénés et la surface spécifique peuvent atteindre 1,27 mmol·g ^–1 et 2 340 m ² ·g ^–1 , respectivement, qui sont significativement plus élevées que celles du carbone préparé par les méthodes traditionnelles de gabarits durs.

Cette méthode induite par l'interaction d'interface comporte deux étapes consécutives et des fonctions correspondantes. (1) Al-sels (Al(NO₃ )₃ •9H₂ O) ont d'abord été mélangés avec des précurseurs de la biomasse (par exemple l'amidon) formant une interface sels d'aluminium/amidon. La combustion interfaciale induit la formation d'une structure carbonée "plus aromatique" et d'une interface alumine/carbone. (2) L'interface alumine/carbone a fonctionné comme un berceau de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène, générant des sites actifs accessibles pour la synthèse d'imines. La teneur en cendres du carbone résultant pourrait être contrôlée à un niveau aussi bas que 0,02 % en poids. Le rendement en carbone calculé avec le précurseur d'amidon est d'environ 14 %.

Ce charbon actif montre une amélioration significative des performances catalytiques dans le couplage oxydatif de l'amine à l'imine, environ 22 fois plus élevée que celle d'un catalyseur d'oxyde de graphite bien connu. De telles stratégies d'interaction interfaciale sont basées sur des sources de carbone durables et peuvent régler efficacement la structure poreuse du carbone dans les gammes micro et méso. Cette découverte conceptuelle offre de nouvelles opportunités pour le développement de catalyseurs sans métal à base de carbone à haute performance. Les résultats ont été publiés dans le Chinese Journal of Catalysis . + Explorer plus loin

Un nouveau catalyseur pour ralentir le réchauffement climatique