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【中國科學(xué)報】新研究用三維電子衍射技術(shù)解析分子篩結(jié)構(gòu)

發(fā)布時間：

2023-04-06

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所郭鵬研究員、劉中民院士團隊與南京工業(yè)大學(xué)王磊副教授團隊合作，在分子篩結(jié)構(gòu)解析研究中取得新進(jìn)展。團隊利用先進(jìn)的三維電子衍射技術(shù)（cRED）直接解析出含有序硅羥基的純硅分子篩結(jié)構(gòu)。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》。
　　分子篩是石油化工和煤化工領(lǐng)域重要的催化劑及吸附劑，性能與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。而分子篩通常為亞微米甚至納米晶體，傳統(tǒng)的X射線單晶衍射法無法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
　　前期工作中，郭鵬和劉中民團隊聚焦于先進(jìn)的電子晶體學(xué)（包括三維電子衍射和高分辨成像技術(shù)）和X射線粉末晶體學(xué)方法，對工業(yè)催化劑等多孔材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析，為高性能工業(yè)催化劑/吸附劑的設(shè)計及合成提供了理論依據(jù)。
　　這項工作中，研究人員利用先進(jìn)的三維電子衍射技術(shù)，從原子層面直接解析出一種含有序硅羥基排布的新型純硅沸石分子篩的晶體結(jié)構(gòu)，其規(guī)則分布的硅羥基與獨特的橢圓形八元環(huán)孔口結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。隨后，研究人員通過調(diào)變焙燒條件，在有效去除有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的同時保留了分子篩中有序硅羥基結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了丙烷/丙烯高效分離，并從結(jié)構(gòu)角度揭示了有序硅羥基和獨特的橢圓形八元環(huán)孔口對丙烷/丙烯的分離作用機制。