Synthèse microbienne de nanocomposites Pd/Fe3O4, Au/Fe3O4 et PdAu/Fe3O4 pour la réduction catalytique de composés nitroaromatiques

Les nanoparticules de métaux nobles récupérables par magnétisme sont des catalyseurs prometteurs pour les réactions chimiques. Cependant, la synthèse chimique de ces nanocatalyseurs soulève généralement des inquiétudes environnementales en raison de l'utilisation de produits chimiques toxiques dans des conditions extrêmes. Ici, les nanocomposites Pd/Fe3O4, Au/Fe3O4 et PdAu/Fe3O4 sont biosynthétisés dans des conditions ambiantes et physiologiques par Shewanella oneidensis MR-1. Les cellules microbiennes transforment d'abord l'akaganeite en magnétite, qui sert ensuite de support pour la synthèse ultérieure de nanoparticules de Pd, Au et PdAu à partir de sels précurseurs respectifs. Les composants cellulaires fixés à la surface et les exopolysaccharides fonctionnent non seulement comme agents directeurs de forme pour convertir certaines nanoparticules de Fe3O4 en nanorods, mais participent également à la formation de nanoparticules d'alliage PdAu sur la magnétite. Tous ces trois types de nanocomposites magnétiques peuvent catalyser la réduction du 4-nitrophénol et d'autres composés nitroaromatiques par NaBH4. Le PdAu/Fe3O4 présente une activité catalytique supérieure à celle de Pd/Fe3O4 et Au/Fe3O4. De plus, les nanocomposites magnétiques peuvent être facilement récupérés par décantation magnétique après la réaction de catalyse. Le PdAu/Fe3O4 peut être réutilisé dans au moins huit cycles successifs de réduction du 4-nitrophénol. L'approche de biosynthèse présentée ici ne nécessite pas d'agents nuisibles ni de conditions rigoureuses, offrant ainsi un choix facile et respectueux de l'environnement pour la préparation de nanocatalyseurs magnétiques en métaux nobles.