La catálisis de carbono es una transformación catalítica sin metales atractiva, y su rendimiento depende significativamente de la cantidad de sitios activos accesibles. Sin embargo, debido a la estabilidad inherente del enlace C-C, solo se pueden obtener sitios activos limitados en los defectos del borde del plano basal incluso después de un tratamiento de oxidación severo. Por lo tanto, para promover el desarrollo de la carbocatálisis, es muy deseable mejorar la densidad de los sitios activos intrínsecos del carbono desde la perspectiva de la metodología.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Gang Liu de la Universidad de Jilin, China, desarrolló un método sencillo inducido por interacción de interfaz para fabricar carbonos porosos derivados de biomasa (Bio-PC) con porosidad ajustable y química superficial. En ausencia de tratamiento de oxidación, la concentración de grupos funcionales que contienen oxígeno y el área de superficie específica pueden llegar a 1,27 mmol·g ^–1 y 2340 m ² ·g ^–1 , respectivamente, que son significativamente más altos que los del carbón preparado por métodos tradicionales de plantilla dura.

Este método inducido por interacción de interfaz tiene dos pasos consecuentes y funciones correspondientes. (1) sales de Al (Al(NO₃ )₃ •9H₂ O) se mezclaron primero con precursores de biomasa (p. ej., almidón) formando una interfaz de sales de Al/almidón. La combustión interfacial indujo la formación de una estructura de carbono "más aromática" y una interfaz alúmina/carbono. (2) La interfase alúmina/carbono funcionó como una cuna de grupos funcionales que contienen oxígeno, generando sitios activos accesibles para la síntesis de iminas. El contenido de cenizas del carbón resultante podría controlarse a un nivel tan bajo como 0,02 % en peso. El rendimiento de carbón calculado con precursor de almidón es de alrededor del 14%.

Este carbón activo muestra una mejora significativa en el rendimiento catalítico en el acoplamiento oxidativo de amina a imina, aproximadamente 22 veces mayor que la de un catalizador de óxido de grafito bien conocido. Estas estrategias de interacción interfacial se basan en fuentes de carbono sostenibles y pueden ajustar eficazmente la estructura porosa del carbono en los rangos micro y meso. Este hallazgo conceptual ofrece nuevas oportunidades para el desarrollo de catalizadores libres de metales a base de carbono de alto rendimiento. Los resultados se publicaron en el Chinese Journal of Catalysis . + Explora más

Un nuevo catalizador para frenar el calentamiento global