Chauds, les plasmons !! L'oxydation en émulsion

Grâce à la résonance plasmonique de surface localisée, des nanoparticules (NPs) de métaux nobles peuvent absorber la lumière pour générer des électrons chauds et provoquer un réchauffement local par hyperthermie. Ces propriétés permettent une conversion efficace de la lumière en énergie et un transfert d'énergie vers le microenvironnement local autour des NPs plasmoniques.  Contrairement au chauffage conventionnel, la catalyse pilotée par les plasmons fait intervenir des électrons chauds et/ou un gradient de température à la surface du catalyseur sous irradiation lumineuse pour accélérer l'activité et modifier la sélectivité des réactions en activant des liaisons chimiques spécifiques.

Dans le cadre d’une collaboration interdisciplinaire entre le Cardiff Catalysis Institute, et les laboratoires UCCS, LASIRe et PhLAM de l’Université de Lille, un nouveau système catalytique piloté par la lumière a été développé. Il est basé sur une émulsion de Pickering permettant l'oxydation d’oléfines à température douce. Le système utilise une approche de tectonique colloïdale pour préparer les émulsions, comprenant l'auto-assemblage interfacial de deux particules tensioactives avec des groupes hydrophiles/hydrophobes complémentaires.

Le système présente une activité multipliée par 5 par rapport à la réaction thermique pour l'oxydation à température ambiante d’alcènes avec H₂O₂. Cette étude ouvre une voie pour la conception de photoréacteurs multiphases pour des réactions d'oxydation à température douce, avec une économie d'énergie potentielle de 74% par rapport à celle des réacteurs chauffés thermiquement à l'isoconversion.

Ce travail vient d’être publié récemment (janvier 2023) dans la revue Green Chemistry (IF 11) : https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d2gc04591e

et sur le site du CNRS : https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-electrons-chauds-pour-une-oxydation-tout-en-douceur

Y. Feng, J.-F. Dechezelle, Q. D'Acremont, E. Courtade, V. De Waele, M. Pera-Titus and V. Nardello-Rataj, Light-driven Pickering interfacial catalysis for the oxidation of alkenes at near-room temperature, Green Chem. (2023)