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化学化工学院在微纳反应器构建与催化应用中取得重要研究进展

信息来源:化学化工学院  发布者:  时间:2017-09-09阅读次数:

      近日,我校化学化工学院在微纳反应器的设计合成与催化应用方面取得重要进展,相关研究成果于近日在国际催化领域顶级期刊《美国化学会催化》(ACS Catalysis, 2017, 7, 6711?6718, 影响因子为10.614)上发表, 并遴选为该期刊的封面。青年教师张晓明博士是该工作的第一作者,杨恒权教授是通讯作者。硕士生景铃胭完成了部分实验,为共同第一作者。

 

 

 

 

      在生命体体系中,化学转化通常在酶或细胞的微纳限域空间内进行,由于其独特的结构及内部微环境,反应能够迅速、准确、高效、高选择性地进行。受此启发,化学家尝试构建各种微/纳米反应器,以期能够对酶和细胞的结构、微环境及催化过程进行模拟,进而实现高效、高选择性和连续的化学转化。

 

      张晓明博士在微/纳米反应器的设计合成和催化应用方面开展前期研究工作。利用微孔氧化硅稳定的Pickering乳液为模板,通过乳滴限域空间内的有机聚合反应,制备了表面镶嵌微孔氧化硅层,内部嵌入分子催化剂的有机-无机杂化微胶囊反应器。表面微孔结构提供了类似细胞膜的选择渗透功能,可实现对反应的“择形”效果;内部有机聚合物为分子催化剂提供了舒适的微环境,可实现反应的高效运行;独特的疏水聚合物@亲水氧化硅核壳结构,可实现水中催化剂的分散及对油性底物的富集,进而加速反应进行。该反应器在水相芳香酮的不对称氢转移反应中表现出了优异的活性和“择形”效应。该工作为制备多功能的微纳反应器提供了一个有效途径,受到审稿人的一致好评,被选为封面文章。

 

      此外,张晓明博士还设计合成了一种具有多级孔结构的蛋黄@蛋壳型纳米反应器,并将其应用于酶和金属的串联反应,实现了细胞内连续反应的模拟。相关研究以通讯形式发表在英国皇家化学会《化学通讯》(Chemical Communications, 2017, 53, 7780-7783)上。

 

      该项研究得到国家自然科学基金、山西省青年科技研究基金和山西大学科研启动费的资助。晶态研究所青年教师张锋伟博士和化学化工学院博士生魏丽娟参与了本研究工作。感谢大型仪器中心在激光扫描共聚焦显微镜、ICP等测试方面给予的大力支持。

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