Los nanoreactores huecos han atraído la atención en la investigación de catálisis debido a sus propiedades catalíticas únicas, especialmente sus efectos de confinamiento al vacío. Muchos factores afectan el desempeño catalítico, especialmente en la reacción de hidrogenación en fase líquida, como la estructura del catalizador y las condiciones de reacción.

Por lo tanto, Se requiere proporcionar nanomateriales comparativos y un sistema de reacción con condiciones de reacción consistentes para desacoplar los efectos del confinamiento del vacío de otros factores para atribuir y comprender de manera inequívoca los efectos del confinamiento del vacío de los nanoreactores huecos.

Basado en los dos nanoreactores comparativos, Prof. Wang Guanghui del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con el Prof.Liu Jian del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de CAS, investigó los efectos del confinamiento de huecos en la hidrogenación en fase líquida en un reactor de dos cámaras.

Informaron de una estrategia general para sintetizar un par de nano-reactores de esfera de carbono hueca (HCS) con nanopartículas de PdCu pre-sintetizadas encapsuladas dentro de HCS (PdCu @ HCS) y soportadas fuera de HCS (PdCu / HCS), respectivamente, manteniendo iguales otras características estructurales.

"En comparación con PdCu / HCS, el PdCu @ HCS puede acelerar la hidrogenación del estireno mediante la acumulación de moléculas reactivas, desacelerar la hidrogenación de 2-vinilnaftaleno, e inhibir la hidrogenación del 9-vinilantraceno, "dijo el profesor Wang.

Además, el espacio vacío del PdCu @ HCS puede alterar la hidrodinámica de los intermedios, y cambiar correspondientemente la selectividad catalítica durante la hidrogenación de pequeños alquinos. Es más, se ha producido selectivamente una imina específica sobre el PdCu @ HCS utilizando el principio de catálisis selectiva de forma.

"Estos estudios proporcionan ejemplos sencillos para comprender y estimar claramente los efectos de confinamiento en el vacío de los nanoreactores huecos en las hidrogenaciones en fase líquida, "dijo el profesor Liu.

Es más, Se pueden diseñar varios pares de nanoreactores huecos en función de la estrategia de síntesis, y se emplean como modelos ideales para el estudio de los mecanismos catalíticos en diversas reacciones. Pueden orientar el diseño de catalizadores eficientes para transformaciones químicas específicas y el desarrollo de la ingeniería de reacción de nanoreactores.

Este estudio fue publicado en Edición internacional Angewandte Chemie .