元素百科介绍均相催化剂多相化研究取得新进展。近日，中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭转化国家重点实验室秦勇研究小组提出利用扩散限制的原子层沉积（Diffusion-limited Atomic Layer Deposition，ALD）实现均相催化剂多相化的普遍性方法。该方法通过在介孔分子筛孔中选择性沉积金属氧化物构建空心铆钉结构，孔径可从纳米准确调节到分子尺寸水平，可应用于各种均相催化剂的物理包装，包装后的均相催化剂可以保持或提高均相催化剂的活性和手动催化选择性，具有较高的重复使用。
金属配合物催化剂，特别是手性均相催化剂，在化工、生物、医药等行业的发展中占有重要地位。然而，这些均相催化剂往往难以回收和产品分离，导致其应用成本高，产品中残留的催化剂仍有导致环境和产品质量问题的风险。多相催化剂固载均相催化剂是实现其有效分离和重复使用的重要途径。与传统的共价键固载多相催化剂相比，在中孔或介孔分子筛孔中构建纳米反应器可以保持手动配合物的自由度和活性。
ALD是一种先进的膜沉积技术，在催化剂结构的精确设计中具有良好的应用前景。近年来，在前期丰富ALD沉积经验和催化剂结构设计的基础上，研究团队将ALD过程中前体在多孔材料孔中的扩散规律应用于介孔材料孔中包装均相催化剂。介孔分子筛SBA-15包装金属配合物Co(salen)例如：首先，Co通过真空浸渍法(salen)浸泡在纳米管中。然后是四异丙醇钛（TIP）以H2O为ALD前体，在孔口附近有选择地沉积TiO2，形成带孔铆钉结构。通过控制TiO2的沉积循环次数，可以将SBA-15孔的尺寸调整到催化剂分子大小以下(0.8nm），从而实现金属配合物的包装。TIO2在孔道中的沉积深度可以通过改变TIP的脉冲时间(扩散时间)来控制，从而改变铆钉的长度。以Co(salen)催化环氧丙烷不对称水解分为探针反应。当脉冲时间固定在1.5s时，改变ALD循环数量来控制孔的大小。催化剂在200循环中获得最佳活性、对应选择性和重复使用，重复使用后8次仍保持较高的性能。试验表明，催化剂孔的孔径减小到Co(salen)铆钉结构扩散深度为1.1微米，分子大小。随着脉冲时间从0.5s增加到8.5s，脉冲(扩散)时间对应于ALD沉积的深度s，SBA-15中TiO2的沉积深度从550nm增加到5.5μm。根据孔的长度，可以选择合适的短扩散时间来包装配合物分子，短扩散时间可以获得更大的空间来包装配合物分子，获得更高的催化反应活性。
该方法为均相催化剂多相化提供了更简单、更准确的方法。该方法具有良好的普遍性，可应用于Co(salen)、[(salen)Ti(μ-O)]各种介孔分子筛孔道等配合物（SBA-15、MCM-41、SBA-16等)中的包装，根据配合物分子和分子筛孔径的简单调整工艺实现包装，获得可重复使用的高效催化剂。
