Novel matrix free palladium based nanoballs and nanowires as well as palladium superlattices and wires encapsulated inside of mesoporous matrices cubic MCM-48 and hexagonal SBA-15 was synthesized. In the synthesis of the Pd anostructures, the shape and size are precisely controlled with pore scales under 10 nm. The metal-organic precursor, $Pd(hfac)_2$ is sublimed into the mesoporous silica via chemical vapor infiltration (CVI); These experiments constitute the first demonsration of shape- and size-controlled matrix free Pd nanostructures via a low temperature mesoporous template-assisted process; this low temperature CVI approach makes possible the synthesis of various metallic nanoporous and nanostructured materials. Introducing of nucleation sites into the mesoporous materials makes metal highly dispersed pattern. The results of this investigation are probably helpful for developing the efficient metal-mesoporous catalyst sytem. Especially, ball shaped palladium nanocatalysts in an MCM-48 matrix (Pd@MCM-48) with unique structural features and they provided decent selectivity in hydrogenation of various olefins and, furthermore, unprecedented complete hydrogenolysis selectivity of a benzylether before hydrogenation of a double bond occurred. This Pd catalyst system is air stable and reusable by filtration and can be extended to other types of organic reactions. In addition, the unique selectivity of these kinds of nanostructured catalysts might have practical utilities in organic synthesis
정방형 MCM-48과 육방형 SBA-15 메조포러스 물질 안에Pd을 도입하여 Pd 초격자와 나노선을 합성하였고 매트릭스를 제거하여 나노볼과 나노선 형태의 새로운 Pd 나노 구조체를 합성할 수 있었다. Pd 나노 구조를 합성하는데 있어 그 모양과 크기는 10nm 이하의 동공크기를 갖는 매트릭스에 의해 제어되었다. Pd 의 도입은 CVI (Chemical Vapor Infiltration) 방법을 사용하여 $Pd(hfac)_2$ 이라는 유기금속 전구체를 증기상태로 메조포러스 물질에 화학 흡착한 후 낮은 온도에서 환원시킴으로써 이루어졌다. 이러한 틀 방법을 통한 Pd 나노 구조의 합성은 Pd 이외의 다양한 금속성 나노 구조의 합성을 가능하게 할 것으로 생각된다. 또한, 메조포러스 물질의 유리질 벽면에 성장핵을 도입하여 Pd 이 성장핵에 의해 작은 입자로 고르게 분포하면서 성장하는 사실을 관찰할 수 있었다. 이 결과는 효과적인 금속-메조포러스 물질 촉매를 개발하는 데 있어서 성장핵의 도입이 중요한 방법이 될 수 있음을 확인해 주는 결과이다.
다른 한편, 매트릭스 내에 존재하는 나노볼 형태의 Pd 구조체를 1급 벤질에테르의 가수소분해 촉매 반응에 적용한 결과 기존의 Pd 촉매와는 달리 이중결합은 공격하지 않고 오직 가수소분해 반응만 일어나는 새로운 결과를 보여주었다. 이러한 결과는 MCM-48의 독특한 구조 및 다공성 볼 구조의 Pd 이 결합되어 나타난 독특한 촉매적 효과로 보여지며 정확한 메커니즘의 규명은 계속 진행중이다.