A indústria tem uma necessidade cada vez mais urgente de mudar para a sustentabilidade, esquemas sintéticos para acessar os produtos químicos amplamente utilizados. Nesse contexto, é crucial chegar a processos de fotocatálise heterogêneos usando prontamente disponíveis, catalisadores sem metal.

O nitreto de carbono é um nanomaterial à base de carbono e nitrogênio, capaz de absorver a luz visível e usar a energia presente nos fótons para catalisar reações químicas de interesse industrial. O nitreto de carbono é um fotocatalisador fácil de produzir em grande escala e amplamente disponível, precursores de baixo custo. Este material heterogêneo é estável, robusto e pode ser facilmente reciclado. O que é mais, nitreto de carbono pode ser usado para substituir catalisadores à base de metal caros e potencialmente tóxicos.

Um estudo conduzido no laboratório de Bionanotecnologia de Carbono no CIC biomaGUNE e publicado em Avanços da Ciência determinou quão simples, modificações estruturais pós-sintéticas podem influenciar muito a atividade fotocatalítica dos nitretos de carbono. “O aperfeiçoamento das propriedades químicas e físicas desse material pode dar ao nitreto de carbono novas características estruturais e, portanto, modificar sua atividade fotocatalítica, "explicou Maurizio Prato, um professor Ikerbasque e presidente AXA. O que há de novo neste estudo reside na "avaliação de como diferentes modificações pós-sintéticas conferem diferentes, atividades fotocatalíticas específicas dos materiais resultantes em relação a um modelo de reação orgânica. "

Em particular, Inovativa, estudos mecanísticos relativos à interação entre a superfície dos nanomateriais e os reagentes utilizados têm sido realizados. Essa interação varia com a modificação pós-sintética, e como resultado, nitreto de carbono pode ser selecionado como o mais cataliticamente eficaz. Além disso, “a racionalização dos fenômenos químicos que ocorrem na superfície do material tornou-se um parâmetro fundamental para o desenho de novos e mais eficientes sistemas catalíticos, " ele disse.

Agora mesmo, o uso de nitreto de carbono está sendo explorado para a produção de energias limpas, como a produção de hidrogênio, a oxidação da água em oxigênio e a transformação do dióxido de carbono em compostos orgânicos de importância industrial. "Em nosso estudo, uma reação orgânica foi desenvolvida para sintetizar moléculas com alto teor de flúor, que é útil na indústria farmacêutica, campos da ciência agroalimentar e de materiais, "disse Prato. A reação estudada também foi realizada à luz do sol" e funcionou extremamente bem. "

Prato diz, "Nosso estudo pode ser um ponto de partida para estabelecer uma nova abordagem no desenvolvimento de fotocatalisadores heterogêneos e para lançar as bases para uma nova abordagem na engenharia desses materiais no que diz respeito a aplicações específicas."