A oxidação de álcoois primários em ácidos carboxílicos é importante tanto na química orgânica quanto na indústria química porque os produtos de oxidação podem ser usados ​​para preparar vários produtos farmacêuticos e produtos químicos úteis. O processo de oxidação fotocatalítica tem sido considerado uma tecnologia sustentável para atingir a oxidação seletiva em condições ambientais com irradiação da luz solar. Para desenvolver fotocatalisadores superiores com uma ampla gama de absorção de luz e separação eficiente de elétron-buraco, a modificação da superfície com nanopartículas metálicas, como Au e Pt, permitem a transferência rápida de elétrons fotoexcitados para os sítios ativos de superfície. Portanto, Os catalisadores bimetálicos de Au e Pt seriam desejáveis ​​combinando as vantagens do efeito de ressonância plasmônica de superfície em Au e o efeito de ativação em Pt para aumentar ainda mais a eficiência da oxidação catalítica sob irradiação de luz visível.

Materiais estruturados ocos têm mostrado grande potencial em uma variedade de aplicações, incluindo catálise, liberação e entrega de drogas, e armazenamento e conversão de energia. A área de superfície específica elevada e os vazios discretos proporcionam locais de superfície acessíveis abundantes e imobilização de centros reativos para reações catalíticas. Mais moléculas reagentes podem ser adsorvidas e enriquecidas dentro da estrutura oca para acelerar as reações. Contudo, permanece um desafio desenvolver um método sintético fácil e moderado para criar simultaneamente um nanorreator fotocatalítico oco eficiente com canais porosos ordenados na casca, localização de metal bem controlada, utilização de amplo espectro e transferência e difusão de massa bem controladas.

Em um novo artigo de pesquisa publicado no National Science Review , cientistas do Instituto de Física Química de Dalian, Academia Chinesa de Ciências, University of Surrey, A University of Technology Sydney e a The University of Sydney demonstraram uma síntese fácil de fotocatalisadores de estrutura oca com localização espacial controlável de metais ativos, composições químicas e espessura ajustável da casca. Estruturas ocas podem ser obtidas por meio de revestimento de SiO ₂ na superfície de ZIF-8 e um subsequente tratamento hidrotérmico. O mecanismo de formação de estruturas ocas é sistematicamente investigado e um modelo de "contração adesiva" é proposto. Os nanorreatores AuPt @ HMZS exibiram uma região de absorbância mais ampla sob luz visível e excelente atividade catalítica na oxidação do álcool cinamílico em ácido cinâmico com 99% de seletividade.

Os nanorreatores AuPt @ HMZS apresentam as seguintes vantagens:i) Maior área de absorbância sob luz visível; ii) Múltipla dispersão de luz pode ser gerada dentro de um vazio oco para melhorar o processo de coleta de luz e o calor gerado pelo efeito fototérmico é coletado; iii) Os canais uniformes são excelentes para facilitar a difusão do reagente e transferência de massa; iv) Um efeito sinérgico entre a injeção de elétrons quentes plasmônicos e o aprisionamento de elétrons melhora a utilização da energia solar e a separação elétron-buraco dos fotocatalisadores; v) As fortes interações metal-metal na interface da liga ajustam o desempenho da reação.

"A estratégia proposta para construir estruturas ocas como micro / nanorreatores multifuncionais é promissora para o projeto de catalisadores de alto desempenho e sustentáveis ​​para síntese química, "Disse o Prof. Jian Liu." É uma tecnologia incrível para a construção de micro / nanorreatores com localização espacial precisa de locais ativos, "Prof. Jun Huang acrescentou.