Neuer Reaktionsweg, der durch Plasmonen für die selektive Benzylalkoholoxidation auf BiOCl mit Sauerstoffvakanz induziert wird

Die selektive organische Umwandlung unter milden Bedingungen stellt eine Herausforderung in der grünen Chemie dar, insbesondere bei der Alkoholoxidation, die typischerweise umweltunfreundliche Oxidationsmittel erfordert. Hier berichten wir von einem neuen plasmonischen Katalysator aus Au, der auf BiOCl mit Sauerstoffvakanz unterstützt ist. Er fotokatalysiert die selektive Benzylalkoholoxidation mit O2 unter sichtbarem Licht durch synergistische Wirkung von plasmonischen heißen Elektronen und Löchern. Sauerstoffvakanz auf BiOCl erleichtert das Einfangen und den Transfer von plasmonischen heißen Elektronen zu adsorbiertem O2, was •O2- Radikale produziert, während plasmonische heiße Löcher auf der Au-Oberfläche Benzylalkohol mild zu den entsprechenden kohlenstoffzentrierten Radikalen oxidieren. Die hypothetisierte konzertierte Ringaddition zwischen diesen beiden radikalischen Spezies auf der BiOCl-Oberfläche begünstigt stark die Produktion von Benzaldehyd zusammen mit einem unerwarteten Sauerstoffatomtransfer von O2 zum Produkt. Die Ergebnisse und das Verständnis, die in dieser Studie gewonnen wurden, basierend auf der vollen Nutzung heißer Ladungsträger in einem plasmonischen Metall, das auf einem rational entworfenen Träger abgelagert ist, werden zur Entwicklung aktiverer und/oder selektiverer plasmonischer Katalysatoren für eine Vielzahl organischer Transformationen beitragen.