Oxidatie van primaire alcoholen tot carbonzuren is van belang in zowel de organische chemie als de chemische industrie, omdat de oxidatieproducten kunnen worden gebruikt om verschillende farmaceutische en bruikbare chemicaliën te bereiden. Het fotokatalytische oxidatieproces wordt beschouwd als een duurzame technologie om selectieve oxidatie te bereiken onder omgevingsomstandigheden met bestraling van zonnelicht. Om superieure fotokatalysatoren te ontwikkelen met een breed scala aan lichtabsorptie en efficiënte elektron-gatscheiding, oppervlaktemodificatie met metalen nanodeeltjes zoals Au en Pt zorgen voor de snelle overdracht van foto-geëxciteerde elektronen naar de oppervlakte-actieve plaatsen. Daarom, bimetaal Au- en Pt-katalysatoren zouden wenselijk zijn door de voordelen van zowel het oppervlakteplasmonische resonantie-effect op Au als het activeringseffect op Pt te combineren om de efficiëntie voor katalytische oxidatie onder bestraling met zichtbaar licht verder te verbeteren.

Holle gestructureerde materialen hebben een groot potentieel getoond in een verscheidenheid aan toepassingen, inclusief katalyse, medicijnafgifte en -afgifte, en energieopslag en -conversie. Een hoog specifiek oppervlak en discrete holtes zorgen voor overvloedige toegankelijke oppervlakteplaatsen en immobilisatie van reactieve centra voor katalytische reacties. Er kunnen meer reactantmoleculen worden geadsorbeerd en verrijkt in de holle structuur om reacties te versnellen. Echter, het blijft een uitdaging om een ​​gemakkelijke en milde synthetische methode te ontwikkelen om tegelijkertijd een efficiënte holle fotokatalytische nanoreactor te creëren met geordende poreuze kanalen op de schaal, goed gecontroleerde metaallocatie, breedspectrumgebruik en goed gecontroleerde massaoverdracht en diffusie.

In een nieuw onderzoeksartikel gepubliceerd in het in Peking gevestigde Nationale wetenschappelijke recensie , wetenschappers van het Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Wetenschapsacademie, Universiteit van Surrey, University of Technology Sydney en The University of Sydney demonstreerden een gemakkelijke synthese van holgestructureerde fotokatalysatoren met een controleerbare ruimtelijke locatie van actieve metalen, chemische samenstellingen en afstembare schaaldikte. Holle structuren kunnen worden bereikt door SiO . te coaten ₂ op het oppervlak van ZIF-8 en een daaropvolgende hydrothermische behandeling. Het vormingsmechanisme van holle structuren wordt systematisch onderzocht en er wordt een "adhesive-contraction"-model voorgesteld. AuPt@HMZS-nanoreactoren vertoonden een breder absorptiegebied onder zichtbaar licht en uitstekende katalytische activiteit bij de oxidatie van cinnamylalcohol tot kaneelzuur met 99% selectiviteit.

AuPt@HMZS nanoreactoren hebben de volgende voordelen:i) Breder absorptiegebied onder zichtbaar licht; ii) Meerdere lichtverstrooiing kan worden gegenereerd in een holle leegte om het lichtoogstproces te verbeteren en warmte die wordt gegenereerd door het fotothermische effect wordt verzameld; iii) De uniforme kanalen zijn uitstekend om de diffusie van reactanten en massaoverdracht te vergemakkelijken; iv) Een synergetisch effect tussen plasmonische hete elektroneninjectie en elektronenvangst verbetert het gebruik van zonne-energie en elektron-gatscheiding van fotokatalysatoren; v) De sterke metaal-metaal-interacties op het grensvlak van de legering stemmen de reactieprestaties af.

"De voorgestelde strategie om holle structuren te bouwen als multifunctionele micro-/nanoreactoren is veelbelovend voor het ontwerp van hoogwaardige en duurzame katalysatoren voor chemische synthese, " Prof. Jian Liu zei. "Het is een verbazingwekkende technologie voor de constructie van micro/nanoreactoren met nauwkeurige ruimtelijke locatie van actieve sites, " Prof. Jun Huang voegde toe.