相對于傳統二氧化硅的密度大、比表面積小而應用受限，介孔中空二氧化硅有特定孔道結構，具有中空、密度小、比表面積大，因而具有獨特的滲透性、篩分分子能力、光學性能和吸附性，使其在分離提純、生物材料、催化、新型組裝材料等方面有著巨大的應用潛力。近日，化學領域頂級期刊《德國應用化學》報道了華東理工大學化工學院中空介孔二氧化硅納米反應器研究領域的新進展。

微孔的沸石分子篩用于催化與吸附領域已眾所周知，但由于人工合成的沸石分子篩的孔徑尺寸均小于1.5nm，小的孔徑尺寸限制了有機大分子的催化與吸附作用。介孔材料具有規則的介孔（2～50 nm）孔道，為某些較大烴類分子進行烷基化、異構化等催化反應提供了理想場所。

然而，中空多孔納米反應器的現有合成方法中，特別是在含過渡金屬氧化物的中空納米反應器的合成上，都存在著或多或少的問題，如合成過程比較復雜，合成方法不具有普適性等。因此，發展一種簡易、通用的合成方法來制備含功能性納米顆粒的中空納米反應器具有重要的研究意義和應用前景。

為了解決現有合成方法所存在的問題，華東理工大學研究團隊創新性地發展了一種利用聚電解質膠束為模板制備含功能性過渡金屬氧化物納米顆粒的中空介孔納米反應器的通用方法。研究人員通過靜電力作用自組裝形成含金屬離子的聚電解質膠束，并以此為模板沉積二氧化硅，隨后通過焙燒處理獲得一系列含金屬氧化物納米顆粒的二氧化硅反應器MxOy@hm-silica（M = Mn、Co、Ni、Cu、Zn）。該方法不僅大大簡化了合成過程，且對于大多數的輕過渡金屬都有普適性。同時，研究人員發現含氧化鈷的中空納米反應器對多種染料的雙氧水氧化降解具有優異性能。

論文的第一作者為碩士研究生李凱杰，通訊作者為周生虎研究員，共同通訊作者為王俊有特聘副研究員。該項目得到了國家自然科學基金和上海市自然科學基金的支持。

論文鏈接：

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

參考來源：華東理工大學