科学家揭示中空纳米反应器的空隙限制效应

中空纳米反应器由于其独特的催化性能，特别是其空隙限制效应，在催化研究中引起了人们的关注。许多因素影响催化性能，特别是在液相加氢反应中，如催化剂结构和反应条件。

因此，需要提供比较纳米材料和具有一致反应条件的反应系统，以将空隙限制效应与其他因素分离，以明确归因和理解中空纳米反应器的空隙限制效应。

科学院(CAS)青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的王光辉教授与大连化学物理研究所(DICP)的刘健教授合作，基于两个对比纳米反应器CAS 研究了两室反应器液相加氢中的空隙限制效应。

他们报告了一种合成一对空心碳球 (HCS) 纳米反应器的一般策略，其中预合成的 PdCu 纳米粒子封装在 HCS 内部 (PdCu@HCS) 并分别支撑在 HCS 外部 (PdCu/HCS)，同时保持其他结构特征相同。

“与PdCu/HCS相比，PdCu@HCS可以通过反应物分子的积累加速苯乙烯的加氢，减缓2-乙烯基萘的加氢，并抑制9-乙烯基蒽的加氢，”王教授说。

此外，PdCu@HCS 的空隙空间可以改变中间体的流体动力学，并相应地改变小炔烃加氢过程中的催化选择性。此外，利用形状选择性催化原理，在 PdCu@HCS 上选择性地生产了一种特定的亚胺。

“这些研究为清楚地理解和估计液相氢化中空心纳米反应器的空隙限制效应提供了直接的例子，”刘教授说。

此外，可以根据合成策略设计各种对中空纳米反应器，并用作研究各种反应中催化机制的理想模型。它们可以指导用于特定化学转化的高效催化剂的设计和纳米反应器反应工程的开发。