Shape-controlled metal nanomaterials are considered as a unique class of catalysts because of their synergistic size- and shape-dependent catalytic properties. This work reports the synthesis of a novel size- and shape-controlled catalyst, consisting of highly dispersed MnOx nanoparticles (average particle size of 4.5 nm) on shape-controlled SiO2 nanospheres (250–300 nm) for selective cyclohexene oxidation using air as the oxidant under solvent- and base-free conditions. The MnOx/SiO2 catalyst exhibited an excellent cyclohexene conversion (~ 92%) with a high selectivity (~ 96%) to the allylic products (2-cyclohexene-ol and 2-cyclohexene-one) under mild conditions, outperforming various SiO2 supported CoOx, FeOx, and CuOx catalysts. The better performance of shape-controlled MnOx/SiO2 nanocatalyst is due to high redox nature of Mn, uniform dispersion of smaller sized MnOx nanoparticles, and synergetic interaction between MnOx and SiO2 spheres, as evidenced by XPS and TEM studies. Further, the MnOx/SiO2 catalyst could be reused at least 5 times for selective cyclohexene oxidation with a negligible loss in its catalytic performance, indicating the excellent stability of shape-controlled metal nanocatalysts in organic synthesis under economically viable and mild conditions. Shape-controlled MnOx/SiO2 nanocatalyst shows an excellent catalytic activity and a high selectivity to allylic products in the oxidation of cyclohexene under mild conditions

中文翻译：

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高度分散的 MnOx 纳米颗粒在形状控制的 SiO2 球体上用于环己烯的环保选择性烯丙基氧化

形状控制的金属纳米材料被认为是一类独特的催化剂，因为它们具有协同的尺寸和形状依赖性催化性能。这项工作报告了一种新型尺寸和形状控制催化剂的合成，该催化剂由高度分散的 MnOx 纳米颗粒（平均粒径为 4.5 nm）在形状控制的 SiO2 纳米球（250-300 nm）上组成，用于使用空气作为选择性环己烯氧化无溶剂和无碱条件下的氧化剂。MnOx/SiO2 催化剂在温和条件下表现出优异的环己烯转化率（~92%）和对烯丙基产物（2-环己烯-醇和 2-环己烯-酮）的高选择性（~96%），优于各种 SiO2 负载的 CoOx 、FeOx 和 CuOx 催化剂。形状控制的 MnOx/SiO2 纳米催化剂的更好性能是由于 Mn 的高氧化还原性质，XPS 和 TEM 研究证明了较小尺寸的 MnOx 纳米粒子的均匀分散，以及 MnOx 和 SiO2 球体之间的协同相互作用。此外，MnOx/SiO2 催化剂可重复用于选择性环己烯氧化至少 5 次，其催化性能损失可忽略不计，表明形状控制的金属纳米催化剂在经济可行且温和的条件下在有机合成中具有优异的稳定性。形状可控的 MnOx/SiO2 纳米催化剂在温和条件下氧化环己烯时表现出优异的催化活性和对烯丙基产物的高选择性 MnOx/SiO2 催化剂可以重复使用至少 5 次用于选择性环己烯氧化，其催化性能损失可以忽略不计，表明形状控制的金属纳米催化剂在经济可行和温和的条件下在有机合成中具有优异的稳定性。形状可控的 MnOx/SiO2 纳米催化剂在温和条件下氧化环己烯时表现出优异的催化活性和对烯丙基产物的高选择性 MnOx/SiO2 催化剂可以重复使用至少 5 次用于选择性环己烯氧化，其催化性能损失可以忽略不计，表明形状控制的金属纳米催化剂在经济可行和温和的条件下在有机合成中具有优异的稳定性。形状可控的 MnOx/SiO2 纳米催化剂在温和条件下氧化环己烯时表现出优异的催化活性和对烯丙基产物的高选择性