Les nanoarchitectures BHC-TiO2 ont présenté d'excellentes performances photocatalytiques sous lumière visible dans la préparation de dérivés de benzimidazole. Crédit :Allen Dressen
Un chimiste de RUDN a développé de nouveaux photocatalyseurs constitués de nanostructures à partir de dioxyde de titane. Les nanocubes creux aux parois ultra-minces agissent comme des nanoréacteurs et permettent des réactions organiques 28 fois plus efficaces à température ambiante sous l'influence de la lumière visible. Les résultats sont publiés dans Catalyse appliquée B :Environnement .
Méthodes traditionnelles de fabrication des produits pharmaceutiques, les engrais, pesticides, additifs alimentaires, et d'autres produits utiles à partir de substances organiques nécessitent des niveaux de pression et de température élevés. La photocatalyse est un procédé très efficace pour la production chimique. Les photocatalyseurs accélèrent les réactions organiques sous l'influence de la lumière dans des conditions ambiantes sans augmenter la température ou la pression.
Le dioxyde de titane est considéré comme un catalyseur potentiel. Cependant, son activité catalytique n'est activée qu'en lumière UV, qui ne comprend que 5 pour cent de la lumière du soleil. Sous forme de nanostructures creuses, le dioxyde de titane devient plus actif en tant que catalyseur. Rafaël Luque, le directeur du Center for Molecular Design and Synthesis of Innovative Compounds for Medicine et ses collègues iraniens décrivent un nouveau type de structure à forte activité photocatalytique :des nanocubes noirs creux en dioxyde de titane (BHC-TiO
Le développement des nouvelles nanostructures a duré près de deux ans. La procédure comprend quatre étapes. D'abord, les chimistes préparent des nanocubes d'hématite et les recouvrent de dioxyde de titane. Puis, l'intérieur des cubes est lavé à l'aide d'une solution d'acide chlorhydrique, ne laissant que la fine coquille de dioxyde de titane. Celui-ci est chauffé à 550°C dans une atmosphère hydrogène-argon. Après ça, les échantillons se transforment en nanocubes creux noirs. L'ensemble du processus prend deux à trois jours.
« Les principaux avantages de nos structures sont qu'elles sont faciles à créer, durable, et peut être utilisé à différentes fins. BHC-TiO
Dans une expérience impliquant la synthèse de benzimidazole, les chercheurs ont vérifié l'activité catalytique de plusieurs types de nanocubes :solides en dioxyde de titane, les creux, et BHC-TiO creux noir cuit
BHC-TiO
Les expériences ont prouvé une grande durabilité des nanoréacteurs, même après la sixième utilisation, les structures ont gardé leur forme et presque toutes les Ti