Les nanoréacteurs creux ont attiré l'attention dans la recherche sur la catalyse en raison de leurs propriétés catalytiques uniques, en particulier leurs effets de confinement du vide. De nombreux facteurs affectent les performances catalytiques, notamment dans la réaction d'hydrogénation en phase liquide, tels que la structure du catalyseur et les conditions de réaction.

Par conséquent, fournir à la fois des nanomatériaux comparatifs et un système de réaction avec des conditions de réaction cohérentes pour découpler les effets de confinement de vide d'autres facteurs est nécessaire pour attribuer et comprendre sans ambiguïté les effets de confinement de vide des nanoréacteurs creux.

Sur la base des deux nanoréacteurs comparatifs, Le professeur Wang Guanghui du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le professeur Liu Jian du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) du CAS, ont étudié les effets du confinement du vide dans l'hydrogénation en phase liquide dans un réacteur à deux chambres.

Ils ont rapporté une stratégie générale pour synthétiser une paire de nanoréacteurs à sphère de carbone creuse (HCS) avec des nanoparticules de PdCu pré-synthétisées encapsulées à l'intérieur de HCS (PdCu@HCS) et supportées à l'extérieur de HCS (PdCu/HCS), respectivement, tout en gardant les mêmes caractéristiques structurelles.

"Par rapport au PdCu/HCS, le PdCu@HCS peut accélérer l'hydrogénation du styrène via l'accumulation de molécules réactives, décélérer l'hydrogénation du 2-vinylnaphtalène, et inhiber l'hydrogénation du 9-vinylanthracène, " a déclaré le professeur Wang.

En outre, l'espace vide du PdCu@HCS peut altérer l'hydrodynamique des intermédiaires, et modifier en conséquence la sélectivité catalytique pendant l'hydrogénation de petits alcynes. De plus, une imine spécifique a été produite sélectivement sur le PdCu@HCS en utilisant le principe de catalyse sélective de forme.

"Ces études fournissent des exemples simples pour comprendre et estimer clairement les effets de confinement du vide des nanoréacteurs creux dans les hydrogénations en phase liquide, " a déclaré le professeur Liu.

De plus, diverses paires de nanoréacteurs creux peuvent être conçues sur la base de la stratégie de synthèse, et utilisés comme modèles idéaux pour l'étude des mécanismes catalytiques dans diverses réactions. Ils peuvent guider la conception de catalyseurs efficaces pour des transformations chimiques spécifiques et le développement de l'ingénierie des réactions des nanoréacteurs.

Cette étude a été publiée dans Angewandte Chemie Édition Internationale .