具有封装的活性位点和明确的壳层的中空结构负载型金属催化剂(即纳米反应器催化剂)为多组分有序反应或协同转化提供了理想的场所，并被认为是最流行的催化剂候选者之一。

尽管通过在纳米水平上研究纳米反应器的催化性能与结构之间的关系提出了反应物富集，但对介观尺度(500-2000nm)富集效应的研究仍然不够全面。通过不同的合成方法或顺序构建中空纳米结构内外活性金属的纳米反应器模型将不可避免地影响活性位点周围的微环境以及必要的活性位点。

此外，介观尺度的反应物富集涉及吸附和扩散等许多过程，这些过程无法通过在纳米尺度构建简单的计算模型来详细说明。因此，在介观尺度上研究反应物富集需要在构建研究模型时保持固有活性位点恒定，无论有或没有富集行为。

在《国家科学评论》上发表的一篇新研究文章中，大连化学物理研究所(DICP)、中国科学院大学、太原理工大学、萨里大学和内蒙古大学的科学家提出了一种新型纳米反应器催化剂(PtNPs)@MnOx)将均匀分散的Pt纳米颗粒封装在富含氧空位的MnOx空心结构中，以催化CAL的选择性加氢并研究介观水平上的反应物富集。

PtNPs@MnOx的CAL选择性加氢催化性能比物理粉碎成开放结构的PtNPs&MnOx高3.4倍。紫外可见分光光度计、原位FTIR和IGA测量表明，PtNPs@MnOx的空心MnOx壳导致更高的CAL吸收。

这种现象背后的机制可能包括两个步骤。当中空结构形成一个有限的空间时，外部反应物将在浓度梯度和/或毛细管效应的定向驱动下连续扩散到中空结构的内部(步骤1)。

然后，这些反应物通过吸附被固定在内表面上，以保持有限空间内的局部低浓度。相反，PtNPs&MnOx不能支持这种定向扩散过程。此外，DFT结果表明，在过量反应物的情况下，CAL在PtNPs@MnOx表面上的吸附力比PtNPs&MnOx更强(步骤2)。

H2-TPR-MS和有限元模拟结果还表明，PtNPs@MnOx纳米反应器创造了一个高浓度和低流速的稳定空间，以防止反应物(游离氢)逃逸。因此，很明显，反应物富集源自通过局部浓度梯度驱动的反应物的定向扩散以及由于中空MnOx中吸附能力增强而吸附的反应物量的增加。

PtNPs@MnOx催化剂在较宽的反应压力范围内表现出极高的催化活性和选择性。PtNPs@MnOx仅在0.5MPaH2和40分钟内即可获得95%的转化率和95%COL选择性，与大多数报道的催化系统相比，这是一个相对温和的条件。

结合实验结果与密度泛函理论计算，优异的肉桂醇(COL)选择性源于CAL的选择性吸附以及COL在MnOx壳中的快速形成和解吸。此外，空心空隙诱导反应物富集行为，增强反应活性。

这些发现提供了通过设计合理的纳米反应器来增强介观水平催化性能的可能性，而不是在纳米水平上减小金属颗粒的尺寸或用杂原子或配体对其进行修饰。

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