许多工业催化剂都是将金属纳米颗粒负载在多孔材料的表面以提高它们的分散性和稳定性。像金、铂等这些贵金属纳米颗粒，虽然在很多反应中都表现出很高的催化活性，但短的催化寿命大大限制了它们在工业上进一步的应用。目前，我校化学系范杰特聘研究员课题组（www.chem.zju.edu.cn/jiefan/index.htm） 开发出的一种新型多孔材料为这一问题的解决带来曙光。金纳米颗粒负载在这种多孔材料上，寿命可延长十倍以上。最新的《美国化学会志》（JACS, DOI: 10.1021/ja1027524）以快讯方式报道了这项研究成果。
有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米多孔材料，它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。由于其具有孔道大小均匀、排列有序、孔径可调节等特性，因此，在分离提纯、生物材料、催化、新型组装材料方面都具有重大的应用前景。范杰课题组成员08级博士研究生马桂岑首次利用软模板法合成出孔径跨越介孔（2~50 nm）和大孔（>50 nm）的有序多孔材料。
三维开放的大孔介观结构非常有利于催化过程中物质的传输，从而抑制反应过程产生的有害物质在催化剂表面沉积。研究人员将金纳米颗粒负载于这种超大孔有序多孔材料上，以分子氧为氧化剂来催化氧化苯甲醇到苯甲醛的反应。实验结果表明在一般的多孔载体上金催化剂70小时就明显失活，而新型载体上的金纳米颗粒连续反应450小时活性也没有降低。纳米颗粒表面单个金原子对于苯甲醇反应的转化数(Turnover Number)从原来的3,000,000提高到30,000,000以上，增加了十倍。
项目负责人范杰特聘研究员认为，该材料的开发不仅有利于设计更好的催化剂，在大分子分离和吸附等领域也具有应用前景。在之前的工作中，研究小组还开发出一种对醇醛选择性氧化具有低温反应活性的Cu(I)催化剂(JACS, 2009, 131, 15568-15569)。该工作得到国家自然科学基金、浙江省科技厅优先主题、教育部全国优秀博士学位论文作者专项资金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。
(Journal of the American Chemical Society，2010, DOI: 10.1021/ja1027524)
(化学系 供稿)
