Forskere afslører tomrumsindeslutningseffekter af hule nanoreaktorer

Hule nanoreaktorer har tiltrukket sig opmærksomhed i katalyseforskning på grund af deres unikke katalytiske egenskaber, især deres void-indeslutning virkninger. Mange faktorer påvirker den katalytiske ydeevne, især i væskefasehydrogeneringsreaktionen, såsom katalysatorstrukturen og reaktionsbetingelserne.

Derfor, at give både komparative nanomaterialer og et reaktionssystem med ensartede reaktionsbetingelser for at afkoble tomrumsindeslutningseffekterne fra andre faktorer er påkrævet for utvetydigt at tilskrive og forstå tomrumsindeslutningseffekterne af de hule nanoreaktorer.

Baseret på de to sammenlignende nanoreaktorer, Prof. Wang Guanghui fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med prof. Liu Jian fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) i CAS, undersøgt void-indeslutning effekter i væskefase hydrogenering i en to-kammer reaktor.

De rapporterede en generel strategi til at syntetisere et par hule kulstofkugler (HCS) nanoreaktorer med præ-syntetiserede PdCu nanopartikler indkapslet inde i HCS (PdCu@HCS) og understøttet uden for HCS (PdCu/HCS), henholdsvis, samtidig med at andre strukturelle egenskaber bibeholdes.

"Sammenlignet med PdCu/HCS, PdCu@HCS kan accelerere hydrogeneringen af ​​styren via akkumulering af reaktantmolekyler, bremse hydrogeneringen af ​​2-vinylnaphthalen, og hæmmer hydrogeneringen af ​​9-vinylanthracen, " sagde prof. Wang.

Ud over, det tomme rum i PdCu@HCS kan ændre mellemprodukternes hydrodynamik, og tilsvarende ændre den katalytiske selektivitet under hydrogenering af små alkyner. I øvrigt, en specifik imin er blevet selektivt produceret over PdCu@HCS ved at anvende det formselektive katalyseprincip.

"Disse undersøgelser giver ligetil eksempler til en klar forståelse og estimering af tomrumsindeslutningsvirkningerne af de hule nanoreaktorer i væskefasehydrogeneringer, " sagde prof. Liu.

I øvrigt, forskellige par af hule nanoreaktorer kan designes baseret på syntesestrategien, og anvendes som ideelle modeller til undersøgelse af katalytiske mekanismer i forskellige reaktioner. De kan guide design af effektive katalysatorer til specifikke kemiske transformationer og udviklingen af ​​nanoreaktorreaktionsteknik.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition .