在异相催化领域,反应物扩散到催化活性位点的过程对TOF以及生成产物的选择性起到关键的决定性作用。虽然反应物的扩散加快能够提高反应速率,但是通常以消耗选择性为代价。多孔催化剂,比如MOF和COF,面临着难以控制反应扩散速率的阻碍。因此,催化剂的化学官能团化对TOF和几何选择性起到决定性作用。
有鉴于此,塔塔基础研究学院Ritesh Haldar等报道一种增强扩散距离的方法改善选择性,调控反应物在反应活性位点停留时间,因此实现了增强反应动力学。
本文要点:
(1)
通过开发一种由多孔MOF催化剂组装的薄膜,研究表明了与传统的一锅反应器体系的纳米/微米晶体催化剂不同,在错流微流体催化反应器(cross-flow microfluidic catalytic reactor)能够同时提高TOF(提高1000倍)和增强选择性(~2倍)。
(2)
这种对扩散过程的编程策略展示了一种能够克服块体的纳米/微米催化剂局限的稳健性方法,为推动多孔催化剂的有机催化反应设计提供帮助。
参考文献
Panda, S., Maity, T., Sarkar, S. et al. Diffusion-programmed catalysis in nanoporous material. Nat Commun 16, 1231 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56575-6
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56575-6