L'ossidazione direttamente catalitica degli alcani ha un'elevata economia atomica e un valore di applicazione per formare corrispondenti prodotti chimici organici come alcoli, aldeidi, chetoni e acido carbossilico. È difficile ottenere un'ossidazione efficiente e selettiva degli alcani in condizioni blande a causa dei legami C-H inerti degli alcani.

Molti ricercatori hanno sviluppato una serie di catalizzatori supportati a base di ferro per simulare l'alcano monoossigenasi biologica con atomi centrali di ferro. Però, metodi tradizionali, come il metodo di impregnazione, metodo di scambio ionico, eccetera., sono difficili da controllare la dispersione e la posizione di deposizione di specie ferrose sul supporto catalitico.

In genere, le specie di ferro possono facilmente sostituire l'H ⁺ di siti acidi di Brønsted per ridurre il numero di siti acidi di Brønsted, e molti tipi di specie di ferro si formeranno su altri diversi potenziali siti di ZSM-5 (siti acidi di Lewis e siti di difetto, eccetera.). La coesistenza di più centri attivi sul catalizzatore è uno dei principali motivi della bassa selettività.

La deposizione di strati atomici (ALD) è una tecnologia avanzata a film sottile mediante chemisorbimento a strato singolo e reazione di precursori di vapore sulla superficie dei substrati con precisione di controllo atomico e molecolare.

Recentemente, Dr. Bin Zhang e colleghi dell'Istituto di chimica del carbone, Accademia cinese delle scienze, riportare una strategia generale per depositare selettivamente specie di Fe ad alta dispersione nei micropori di ZSM-5 per preparare catalizzatori FeOx/ZSM-5.

I catalizzatori FeOx/ZSM-5 ottenuti hanno un'elevata selettività del cicloesanone (92%-97%), e l'attività del catalizzatore è significativamente superiore a quella dei catalizzatori a base di ferro riportati in letteratura. Ferrocene (Fe(Cp)2) viene utilizzato come precursore per la deposizione poiché il suo diametro cinetico è inferiore alla dimensione dei pori di ZSM-5. La struttura di ZSM-5 e i siti acidi di Brønsted sono intatti durante l'ALD, e le specie Fe vengono depositate selettivamente sul difetto e sui siti acidi di Lewis di ZSM-5. Il caricamento, le dimensioni e lo stato elettronico della superficie delle specie FeOx possono essere controllati con precisione semplicemente modificando i cicli ALD. Il contenuto di Fe nel catalizzatore FeOx/ZSM-5 aumenta linearmente con l'aumento dei cicli ALD. I legami Fe-O-Si sono formati prevalentemente su FeOx/ZSM-5 con un basso carico di Fe, mentre le nanoparticelle di FeOx sono generate con un elevato carico di Fe. Rispetto alle nanoparticelle FeOx, la specie Fe-O-Si ha una maggiore frequenza di turnover e stabilità nella reazione di ossidazione.