Plasmon-vermittelte Hydrierung von Nitrobenzol mit Formiat als Wasserstoffdonor auf Einzelpartikelebene untersucht

Die Hydrierung von Nitroaromaten erfolgt typischerweise unter extremen Reaktionsbedingungen, was Sicherheitsprobleme und Energieverschwendung mit sich bringen würde. Der Schlüssel zur Hydrierungsreaktion besteht darin, die Produktauswahl unter milden Bedingungen fein zu steuern. Hierbei zeigten die anisotropen Pd–Au-Nanorods (NRs) eine effiziente plasmonverstärkte selektive Hydrierung von Nitrobenzol zu Anilin mit Formiat als Wasserstoffdonor. Unter sichtbarer Lichtstrahlung können sowohl Umwandlung als auch Selektivität für die Hydrierung von Nitrobenzol nahezu 100 % erreichen. Die plasmoninduzierte Wechselwirkung zwischen Ameisensäure (FA), Nitrobenzol und plasmonischen Nanostrukturen wurde durch Einzelpartikel-Photolumineszenz (PL)-Messung in situ untersucht. Das vollständige Löschphänomen der lokalisierten Oberflächenplasmonresonanz-PL für einzelne Pd–Au-NRs wurde beobachtet, als sie in FA eingetaucht waren. Darüber hinaus wurde eine lichtinduzierte Adsorptionssteigerung von Nitrobenzol entdeckt, die entscheidend für die plasmonverstärkte Katalyse ist. Diese Arbeit liefert direkte Beweise für den Trägertransfer von Au–Pd NRs zu FA mittels Einzelpartikel-PL-Messung und wird Hinweise für das rationale Design hybrider plasmonischer Katalysatoren zur Förderung umweltfreundlicher organischer Umwandlungen geben.