TAS e studi di risonanza paramagnetica elettronica indotta dalla luce del catalizzatore. a, Spettri di assorbimento transitorio risolti nel tempo del CuFeS2 catalizzatore che mostra la differenza di densità ottica (ΔOD) in funzione della lunghezza d'onda a vari ritardi temporali. b, Dinamica transitoria del CuFeS2 PIA a 590 nm e fotosbiancamento (PB) a 910 nm. c, Rappresentazione schematica dei diagrammi del livello di energia di CuFeS2 e idrazina. LUMO, orbitale molecolare più basso occupato. d, La specie intermedia fotoeccitata del catalizzatore con idrazina, in accordo con l'ossidazione dell'idrazina trasferendo elettroni dal suo HOMO ai buchi fotogenerati di adattamento energetico nella banda di valenza di CuFeS2 (c). e, L'emergere dell'intermedio di riduzione a tre elettroni del nitrobenzene dopo l'irradiazione della luce. Credito:Natura Nanotecnologia (2022). DOI:10.1038/s41565-022-01087-3
Un team di ricercatori affiliati ad entità in Repubblica Ceca, Grecia e Germania ha sviluppato un modo per ridurre i nitroareni ad ammine che non producono reagenti tossici e non comportano condizioni estreme. Hanno pubblicato i loro risultati su Nature Nanotechnology .
La riduzione dei nitroareni in ammine è una procedura comune nelle applicazioni commerciali:fa parte del processo coinvolto nella creazione di prodotti come polimeri, plastica e vernici. L'attuale metodo di riduzione richiede la lavorazione a temperature fino a 100 gradi Celsius, l'uso di catalizzatori di metalli nobili e gas idrogeno ad alta pressione. Tali condizioni hanno portato gli scienziati a cercare altri modi per portare a termine il lavoro. Un approccio promettente prevede l'uso di interazioni plasmoniche. In questo nuovo sforzo, i ricercatori ampliano questa ricerca.
Il processo di riduzione che hanno sviluppato inizia con nanocristalli di calcopirite con risonanza plasmonica simile alle nanoparticelle d'oro. I nanocristalli non solo sono meno costosi, notano i ricercatori, ma hanno anche proprietà catalitiche migliorate. Il risultato è un aumento delle coppie elettrone-lacuna. Nel loro processo, i reagenti vengono assorbiti dai nanocristalli.
Successivamente, i ricercatori hanno aggiunto i cristalli a una soluzione di idrazina e nitrobenzene e quindi hanno bombardato i risultati con luce blu per due ore. L'idrazina ha ridotto il nitrobenzene ad anilina con una resa del 100%. I ricercatori notano anche che il processo è stato eseguito a temperatura ambiente, sebbene la reazione abbia aumentato la temperatura della soluzione da 25 gradi a 58 gradi Celsius, il che ha accelerato la reazione. Inoltre non produce reagenti tossici. Infine, prevede l'uso di solfuro di ferro rame, che è facilmente ottenibile.
I ricercatori osservano che il loro processo ha fornito frequenze di turnover che erano irraggiungibili in altre reazioni e che ha un tasso di normalizzazione dei costi ridotto di un ordine di grandezza per la riduzione selettiva dei nitroareni. + Esplora ulteriormente
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