Localisation de charge plasmonique et activation C–H à des sites d'atomes uniques dans des alliages de cuivre et de platine dilués

Le rôle du transfert d'énergie dans les alliages plasmoniques est crucial pour faire progresser la photocatalyse vers des processus chimiques pertinents sur le plan industriel et sociétal. Dans cette étude, nous avons synthétisé et caractérisé des catalyseurs d'alliage dilué CuPt pour explorer l'impact de la concentration de dopant sur le transfert d'énergie dans la déshydrogénation non oxydante du propane assistée par plasmon. En tirant parti de la résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) dans des nanoparticules de cuivre, nous avons examiné comment les sites d'atomes uniques et les sites d'ensemble de Pt influencent la performance (photo)catalytique. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier par réflectance diffuse in situ, ainsi qu'une analyse cinétique des expériences photocatalytiques, ont fourni des preuves que les sites d'atomes uniques de Pt améliorent la génération de porteurs de charge non thermiques et les processus de transfert d'énergie, accélérant la scission C-H, ce qui entraîne une augmentation significative des vitesses de réaction induites par la lumière par rapport aux alliages CuPt avec des sites d'ensemble de Pt. L'amélioration photochemique rendue possible par les alliages plasmoniques dilués est proposée comme résultant de potentiels oxydatifs transitoires (c'est-à-dire, des trous chauds) localisés sur des sites de dopants isolés. Ces résultats démontrent le potentiel d'ingénierie des sites actifs dans des alliages plasmoniques dilués pour des propriétés électroniques sur mesure, ouvrant la voie à des applications plus larges en photocatalyse plasmonique.