L'ossidazione degli alcoli primari ad acidi carbossilici è importante sia nella chimica organica che nell'industria chimica perché i prodotti dell'ossidazione possono essere utilizzati per preparare vari prodotti farmaceutici e sostanze chimiche utili. Il processo di ossidazione fotocatalitica è stato considerato una tecnologia sostenibile per ottenere l'ossidazione selettiva in condizioni ambientali con irraggiamento dalla luce solare. Per sviluppare fotocatalizzatori superiori con un'ampia gamma di assorbimento della luce e un'efficiente separazione elettrone-lacuna, la modifica della superficie con nanoparticelle metalliche come Au e Pt consente il trasferimento rapido di elettroni fotoeccitati ai siti attivi in ​​superficie. Perciò, catalizzatori bimetallici Au e Pt sarebbero desiderabili combinando i vantaggi sia dell'effetto di risonanza plasmonica superficiale su Au che dell'effetto di attivazione su Pt per migliorare ulteriormente l'efficienza per l'ossidazione catalitica sotto irraggiamento di luce visibile.

I materiali a struttura cava hanno mostrato un grande potenziale in una varietà di applicazioni, compresa la catalisi, rilascio e consegna del farmaco, e stoccaggio e conversione dell'energia. L'elevata superficie specifica e i vuoti discreti consentono abbondanti siti superficiali accessibili e l'immobilizzazione dei centri reattivi per le reazioni catalitiche. Più molecole reagenti possono essere adsorbite e arricchite all'interno della struttura cava per accelerare le reazioni. Però, rimane una sfida sviluppare un metodo sintetico facile e delicato per creare contemporaneamente un efficiente nanoreattore fotocatalitico cavo con canali porosi ordinati sul guscio, posizione del metallo ben controllata, utilizzazione ad ampio spettro e trasferimento e diffusione di massa ben controllati.

In un nuovo articolo di ricerca pubblicato nella rivista con sede a Pechino Rassegna scientifica nazionale , scienziati del Dalian Institute of Chemical Physics, Accademia cinese delle scienze, Università del Surrey, L'Università di Tecnologia di Sydney e l'Università di Sydney hanno dimostrato una facile sintesi di fotocatalizzatori a struttura cava con posizione spaziale controllabile di metalli attivi, composizioni chimiche e spessore del guscio sintonizzabile. Strutture cave possono essere realizzate mediante rivestimento SiO ₂ sulla superficie di ZIF-8 e successivo trattamento idrotermale. Il meccanismo di formazione delle strutture cave viene studiato sistematicamente e viene proposto un modello "adesivo-contrazione". I nanoreattori AuPt@HMZS hanno mostrato una regione di assorbimento più ampia sotto luce visibile e un'eccellente attività catalitica nell'ossidazione dell'alcol cinnamil ad acido cinnamico con selettività del 99%.

I nanoreattori AuPt@HMZS hanno i seguenti vantaggi:i) regione di assorbimento più ampia sotto luce visibile; ii) La diffusione multipla della luce può essere generata all'interno di un vuoto vuoto per migliorare il processo di raccolta della luce e viene raccolto il calore generato dall'effetto fototermico; iii) I canali uniformi sono eccellenti per facilitare la diffusione dei reagenti e il trasferimento di massa; iv) Un effetto sinergico tra l'iniezione plasmonica di elettroni caldi e l'intrappolamento di elettroni migliora l'utilizzo dell'energia solare e la separazione elettrone-lacuna dei fotocatalizzatori; v) Le forti interazioni metallo-metallo all'interfaccia della lega regolano le prestazioni della reazione.

"La strategia proposta per costruire strutture cave come micro/nanoreattori multifunzionali è promettente per la progettazione di catalizzatori ad alte prestazioni e sostenibili per la sintesi chimica, " Il prof. Jian Liu ha detto. "Si tratta di una tecnologia straordinaria per la costruzione di micro/nanoreattori con una precisa posizione spaziale dei siti attivi, " ha aggiunto il prof. Jun Huang.