相对于传统二氧化硅的密度大、比表面积小而应用受限，介孔中空二氧化硅有特定孔道结构，具有中空、密度小、比表面积大，因而具有独特的渗透性、筛分分子能力、光学性能和吸附性，使其在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料等方面有着巨大的应用潜力。近日，化学领域顶级期刊《德国应用化学》报道了华东理工大学化工学院中空介孔二氧化硅纳米反应器研究领域的新进展。

微孔的沸石分子筛用于催化与吸附领域已众所周知，但由于人工合成的沸石分子筛的孔径尺寸均小于1.5nm，小的孔径尺寸限制了有机大分子的催化与吸附作用。介孔材料具有规则的介孔（2～50 nm）孔道，为某些较大烃类分子进行烷基化、异构化等催化反应提供了理想场所。

然而，中空多孔纳米反应器的现有合成方法中，特别是在含过渡金属氧化物的中空纳米反应器的合成上，都存在着或多或少的问题，如合成过程比较复杂，合成方法不具有普适性等。因此，发展一种简易、通用的合成方法来制备含功能性纳米颗粒的中空纳米反应器具有重要的研究意义和应用前景。

为了解决现有合成方法所存在的问题，华东理工大学研究团队创新性地发展了一种利用聚电解质胶束为模板制备含功能性过渡金属氧化物纳米颗粒的中空介孔纳米反应器的通用方法。研究人员通过静电力作用自组装形成含金属离子的聚电解质胶束，并以此为模板沉积二氧化硅，随后通过焙烧处理获得一系列含金属氧化物纳米颗粒的二氧化硅反应器MxOy@hm-silica（M = Mn、Co、Ni、Cu、Zn）。该方法不仅大大简化了合成过程，且对于大多数的轻过渡金属都有普适性。同时，研究人员发现含氧化钴的中空纳米反应器对多种染料的双氧水氧化降解具有优异性能。

论文的第一作者为硕士研究生李凯杰，通讯作者为周生虎研究员，共同通讯作者为王俊有特聘副研究员。该项目得到了国家自然科学基金和上海市自然科学基金的支持。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201810777

参考来源：华东理工大学