Holle nanoreactoren hebben de aandacht getrokken in katalyseonderzoek vanwege hun unieke katalytische eigenschappen, vooral hun leegte-opsluiting effecten. Veel factoren beïnvloeden de katalytische prestaties, vooral in de vloeibare fase hydrogeneringsreactie, zoals de katalysatorstructuur en reactieomstandigheden.

Daarom, het bieden van zowel vergelijkende nanomaterialen als een reactiesysteem met consistente reactieomstandigheden om de leegte-opsluitingseffecten van andere factoren te ontkoppelen, is vereist om de leegte-opsluitingseffecten van de holle nanoreactoren ondubbelzinnig toe te schrijven en te begrijpen.

Op basis van de twee vergelijkende nanoreactoren, Prof. Wang Guanghui van het Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academy of Sciences (CAS), in samenwerking met Prof. Liu Jian van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van CAS, onderzocht de effecten van opsluiting van lege ruimten bij hydrogenering in de vloeistoffase in een tweekamerreactor.

Ze rapporteerden een algemene strategie om een ​​paar holle koolstofbolletjes (HCS) nanoreactoren te synthetiseren met voorgesynthetiseerde PdCu-nanodeeltjes ingekapseld in HCS (PdCu@HCS) en ondersteund buiten HCS (PdCu/HCS), respectievelijk, terwijl andere structurele kenmerken hetzelfde blijven.

"Vergeleken met PdCu/HCS, de PdCu@HCS kan de hydrogenering van styreen versnellen via accumulatie van reactantmoleculen, de hydrogenering van 2-vinylnaftaleen vertragen, en remmen de hydrogenering van 9-vinylanthraceen, " zei prof. Wang.

In aanvulling, de lege ruimte van de PdCu@HCS kan de hydrodynamica van de tussenproducten veranderen, en dienovereenkomstig de katalytische selectiviteit tijdens hydrogenering van kleine alkynen te veranderen. Bovendien, een specifiek imine is selectief geproduceerd via PdCu@HCS door gebruik te maken van het vormselectieve katalyseprincipe.

"Deze studies bieden eenvoudige voorbeelden voor het duidelijk begrijpen en schatten van de leegte-opsluitingseffecten van de holle nanoreactoren in hydrogeneringen in de vloeistoffase, " zei prof. Liu.

Bovendien, verschillende paren holle nanoreactoren kunnen worden ontworpen op basis van de synthesestrategie, en gebruikt als ideale modellen voor de studie van katalytische mechanismen in verschillende reacties. Ze kunnen het ontwerp van efficiënte katalysatoren voor specifieke chemische transformaties en de ontwikkeling van nanoreactorreactie-engineering begeleiden.

Deze studie is gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie .