Pd/Fe3O4、Au/Fe3O4、およびPdAu/Fe3O4ナノコンポジットの微生物合成によるニトロ芳香族化合物の触媒還元

磁気的に回収可能な貴金属ナノ粒子は、化学反応において有望な触媒です。しかし、これらのナノ触媒の化学合成は、過酷な条件下での毒性化学物質の使用のため、一般的に環境への懸念を引き起こします。ここでは、Pd/Fe3O4、Au/Fe3O4、およびPdAu/Fe3O4ナノコンポジットが、Shewanella oneidensis MR-1によって環境および生理条件下で生物合成されます。微生物細胞は最初にアカガネ石をマグネタイトに変換し、その後、マグネタイトはそれぞれの前駆体塩からPd、Au、およびPdAuナノ粒子のさらなる合成の支持体として機能します。表面に結合した細胞成分とエクソポリサッハライドは、Fe3O4ナノ粒子をナノロッドに変換する形状誘導剤として機能するだけでなく、マグネタイト上にPdAu合金ナノ粒子を形成するのにも関与します。これら三種類の磁気ナノコンポジットは、NaBH4による4-ニトロフェノールおよび他のいくつかのニトロ芳香族化合物の還元を触媒することができます。PdAu/Fe3O4は、Pd/Fe3O4およびAu/Fe3O4よりも高い触媒活性を示します。さらに、触媒反応後、磁気的沈殿によって磁気ナノコンポジットを簡単に回収できます。PdAu/Fe3O4は、4-ニトロフェノール還元の少なくとも8回の連続サイクルで再利用可能です。ここで提示された生物合成アプローチは、有害物質や厳しい条件を必要とせず、磁気貴金属ナノ触媒の製備において簡便で環境に優しい選択肢を提供します。