介孔二氧化硅是一种用于能源、环境和医学应用的多用途材料。
近日，布法罗大学Mark T. Swihart首次报道了一类中空结构、比表面积超过1000 m2/g的介孔二氧化硅的火焰气溶胶合成方法。
文章要点
1）基于非常规火焰反应器配置，在连续火焰气溶胶工艺中生产介孔二氧化硅纳米壳。在合成过程中，富含H2的火焰在反应室中产生高温(600 ~ 850 ℃),驱动蒸发和反应。注射的液体前体通过声速热流快速剪切雾化成微滴，并在反应室（20 cm）中经历快速（<0.05 s）自组装和二氧化硅成核和生长过程，随后进行N2淬火。将产物收集在滤膜上。最后，在空气气氛下在炉中于550 ℃煅烧中间产物6小时，产生中孔。
2）研究人员展示了介孔二氧化硅在水净化、药物载体和隔热方面的优越性能。此外，提出了一种通过原位修饰活性纳米簇来制备介孔纳米壳负载纳米催化剂的通用方法，包括贵金属(Pt/SiO2)、过渡金属(Ni/SiO2)、金属氧化物(CrO3/SiO2)和氧化铝载体(Co/Al2O3)。
3）作为典型应用，使用Ni/SiO2进行甲烷的干重整，在超过200小时的时间内实现恒定的97% CH4和CO2转化率，显著优于MCM-41负载的Ni催化剂。
这项工作提供了一种可扩展的策略来生产介孔纳米壳，并提出了一种原位功能化机制来灵活设计用于许多反应的催化剂。
参考文献
Shuo Liu, et al, A General Route to Flame Aerosol Synthesis and in situ Functionalization of Mesoporous Silica, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202206870
https://doi.org/10.1002/anie.202206870
