L'industrie a un besoin de plus en plus urgent de passer au développement durable, systèmes de synthèse pour accéder à des produits chimiques largement utilisés. Dans ce contexte, il est crucial de proposer des procédés de photocatalyse hétérogènes utilisant des catalyseurs sans métal.

Le nitrure de carbone est un nanomatériau à base de carbone et d'azote, capable d'absorber la lumière visible et d'utiliser l'énergie présente dans les photons pour catalyser des réactions chimiques d'intérêt industriel. Le nitrure de carbone est un photocatalyseur facile à produire à grande échelle en utilisant des précurseurs rentables. Ce matériau hétérogène est stable, robuste et peut être facilement recyclé. De plus, le nitrure de carbone pourrait être utilisé pour remplacer des catalyseurs à base de métaux coûteux et potentiellement toxiques.

Une étude menée dans le laboratoire Carbon Bionanotechnology du CIC biomaGUNE et publiée dans Avancées scientifiques a déterminé à quel point il est simple, les modifications structurelles post-synthétiques peuvent grandement influencer l'activité photocatalytique des nitrures de carbone. « La mise au point des propriétés chimiques et physiques de ce matériau peut apporter au nitrure de carbone de nouvelles caractéristiques structurelles et donc modifier son activité photocatalytique, " a expliqué Maurizio Prato, un professeur Ikerbasque et chaire AXA. La nouveauté de cette étude réside dans « l'évaluation de la manière dont différentes modifications post-synthétiques confèrent différents, activités photocatalytiques spécifiques des matériaux résultants par rapport à un modèle de réaction organique."

En particulier, innovant, des études mécanistiques relatives à l'interaction entre la surface des nanomatériaux et les réactifs utilisés ont été menées. Cette interaction varie avec la modification post-synthétique, et comme résultat, le nitrure de carbone pourrait être choisi comme le plus efficace du point de vue catalytique. En outre, « la rationalisation des phénomènes chimiques se déroulant à la surface du matériau s'est avérée être un paramètre fondamental pour la conception de systèmes catalytiques nouveaux et plus performants, " il a dit.

À l'heure actuelle, l'utilisation du nitrure de carbone est explorée pour produire des énergies propres, comme la production d'hydrogène, l'oxydation de l'eau en oxygène et la transformation du dioxyde de carbone en composés organiques d'importance industrielle. « Dans notre étude, une réaction organique a été développée pour synthétiser des molécules à forte teneur en fluor, qui est utile dans le domaine pharmaceutique, domaines de l'agroalimentaire et des sciences des matériaux, " a déclaré Prato. La réaction étudiée a également été réalisée à la lumière du soleil " et s'est extrêmement bien déroulée ".

Prato dit, "Notre étude pourrait être un point de départ pour établir une nouvelle approche dans le développement de photocatalyseurs hétérogènes et pour jeter les bases d'une nouvelle approche dans l'ingénierie de ces matériaux en ce qui concerne des applications spécifiques."