La oxidación de alcoholes primarios a ácidos carboxílicos es de importancia tanto en la química orgánica como en la industria química porque los productos de oxidación se pueden usar para preparar diversos productos farmacéuticos y productos químicos útiles. El proceso de oxidación fotocatalítica ha sido considerado como una tecnología sostenible para lograr la oxidación selectiva en condiciones ambientales con irradiación de luz solar. Para desarrollar fotocatalizadores superiores con una amplia gama de absorción de luz y separación eficiente de huecos de electrones, La modificación de la superficie con nanopartículas metálicas como Au y Pt permite la rápida transferencia de electrones fotoexcitados a los sitios tensioactivos. Por lo tanto, Serían deseables catalizadores bimetálicos de Au y Pt combinando las ventajas del efecto de resonancia plasmónica superficial sobre Au y el efecto de activación sobre Pt para mejorar aún más la eficacia de la oxidación catalítica bajo irradiación con luz visible.

Los materiales estructurados huecos han demostrado un gran potencial en una variedad de aplicaciones, incluida la catálisis, liberación y entrega de fármacos, y almacenamiento y conversión de energía. El área de superficie específica alta y los vacíos discretos proporcionan abundantes sitios de superficie accesibles e inmovilización de centros reactivos para reacciones catalíticas. Se pueden adsorber y enriquecer más moléculas de reactivo dentro de la estructura hueca para acelerar las reacciones. Sin embargo, sigue siendo un desafío desarrollar un método sintético fácil y suave para crear simultáneamente un nanoreactor fotocatalítico hueco eficiente con canales porosos ordenados en la carcasa, ubicación de metal bien controlada, utilización de amplio espectro y transferencia y difusión de masa bien controladas.

En un nuevo artículo de investigación publicado en Beijing, Revista Nacional de Ciencias , científicos del Instituto de Física Química de Dalian, Academia china de ciencias, Universidad de Surrey, La Universidad de Tecnología de Sydney y la Universidad de Sydney demostraron una síntesis fácil de fotocatalizadores de estructura hueca con ubicación espacial controlable de metales activos, Composiciones químicas y espesores de cáscara sintonizables. Se pueden lograr estructuras huecas mediante el recubrimiento de SiO ₂ sobre la superficie de ZIF-8 y un posterior tratamiento hidrotermal. Se investiga sistemáticamente el mecanismo de formación de estructuras huecas y se propone un modelo de "contracción adhesiva". Los nanoreactores AuPt @ HMZS exhibieron una región de absorbancia más amplia bajo luz visible y una excelente actividad catalítica en la oxidación del alcohol cinamílico a ácido cinámico con una selectividad del 99%.

Los nanoreactores AuPt @ HMZS tienen las siguientes ventajas:i) Región de absorbancia más amplia bajo luz visible; ii) Se puede generar una dispersión de luz múltiple dentro de un vacío para mejorar el proceso de recolección de luz y se recolecta el calor generado por el efecto fototérmico; iii) Los canales uniformes son excelentes para facilitar la difusión del reactivo y la transferencia de masa; iv) Un efecto sinérgico entre la inyección plasmónica de electrones calientes y el atrapamiento de electrones mejora la utilización de la energía solar y la separación entre electrones y huecos de los fotocatalizadores; v) Las fuertes interacciones metal-metal en la interfaz de la aleación ajustan el rendimiento de la reacción.

"La estrategia propuesta para construir estructuras huecas como micro / nano-reactores multifuncionales es prometedora para el diseño de catalizadores sostenibles y de alto rendimiento para síntesis química, ", Dijo el profesor Jian Liu." Es una tecnología asombrosa para la construcción de micro / nano-reactores con ubicación espacial precisa de sitios activos, ", Añadió el profesor Jun Huang.