Preparación de nanopartículas de aleación silver-palladium para catálisis plásmiónica bajo iluminación de luz visible

Erandi Peiris; Sébastien Hanauer; Kjell Knapas; Pedro H. C. Camargo

doi:10.3791/61712

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Artículo de método

Preparación de nanopartículas de aleación silver-palladium para catálisis plásmiónica bajo iluminación de luz visible

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DOI:

10.3791/61712

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18 de agosto de 2020

Erandi Peiris¹ , Sébastien Hanauer¹ , Kjell Knapas¹ , Pedro H. C. Camargo¹

¹Department of Chemistry, University of Helsinki

En este artículo

Resumen

Aquí se presenta un protocolo para la síntesis de nanopartículas de aleación de paladio de plata (Ag-Pd) soportadas en ZrO₂ (Ag-Pd/ZrO_2). Este sistema permite cosechar energía a partir de irradiación de luz visible para acelerar y controlar transformaciones moleculares. Esto se ilustra mediante la reducción de nitrobenzene bajo irradiación ligera catalizada por Ag-Pd/ZrO₂NPs.

Resumen

La resonancia localizada del plásmido superficial (LSPR) en nanopartículas plásmidas (NPs) puede acelerar y controlar la selectividad de una variedad de transformaciones moleculares. Esto abre posibilidades para el uso de luz visible o cercana al IR como una entrada sostenible para impulsar y controlar las reacciones cuando las nanopartículas plásicas que soportan la excitación LSPR en estos rangos se emplean como catalizadores. Desafortunadamente, este no es el caso de varios metales catalíticos como el paladio (Pd). Una estrategia para superar esta limitación es emplear NPs bimetálicos que contengan metales plásmidos y catalíticos. En este caso, la excitación LSPR en el metal plásmido puede contribuir a acelerar y controlar las transformaciones impulsadas por el componente catalítico. El método aquí reportado se centra en la síntesis de NPs bimetálicos plata-paladio (Ag-Pd) apoyados en ZrO₂ (Ag-Pd/ZrO₂₎que actúa como un sistema plásmido-catalítico. Los NPs se prepararon mediante la co-impregnación de los precursores metálicos correspondientes en el soporte ZrO_2, seguidos de una reducción simultánea que condujo a la formación de NPs bimetálicos directamente en el soporte ZrO_2. Los NPs Ag-Pd/ZrO₂ se utilizaron entonces como catalizadores plásmidos para la reducción de nitrobenzene bajo iluminación de 425 nm por lámparas LED. Utilizando cromatografía de gases (GC), se puede controlar la conversión y selectividad de la reacción de reducción bajo las condiciones de irradiación oscura y ligera, demostrando el mayor rendimiento catalítico y el control sobre la selectividad bajo excitación LSPR después de aleación pd no plásmido con metal plásmido Ag. Esta técnica se puede adaptar a una amplia gama de transformaciones moleculares y composiciones NPs, por lo que resulta útil para la caracterización de la actividad catalítica plásmida de diferentes tipos de catálisis en términos de conversión y selectividad.

Introducción

Entre las diversas aplicaciones de las nanopartículas metálicas (NPs), la catálisis merece una atención especial. La catálisis juega un papel central en un futuro sostenible, contribuyendo a un menor consumo de energía, una mejor utilización de las materias primas y permitiendo condiciones de reacción más limpias^1,^2,^3,^4. Por lo tanto, el progreso en la catálisis puede proporcionar herramientas para mejorar la eficiencia atómica de los procesos químicos, haciéndolos más limpios, más viables económicamente y más respetuosos con el medio ambien....