亚纳米尺度下原位研究分子吸附扩散机制获进展

　　【化工仪器网 项目成果】分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石，吸附能力高、选择性强、耐高温。分子筛广泛用于有机化工和石油化工，也是煤气脱水的优良吸附剂。在废气净化上也日益受到重视。
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　　近日，中科院精密测量院郑安民研究团队和清华大学陈晓、张晨曦、魏飞研究团队合作在亚纳米尺度下原位研究分子吸附扩散机制方面取得重要进展。采用分子筛皮米电镜原位成像策略并结合从头算分子动力学模拟，实现了小分子吸脱附行为和分子筛骨架结构动态演变的原位实时观测。
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　　研究首次发现了刚性分子筛的亚单胞拓扑柔性结构特点，揭示了分子扩散突破孔径限制的微观机制，在分子筛择形催化基础研究领域取得重大突破。
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　　该研究表明，亚单胞拓扑柔性是多孔沸石分子筛材料与分子相互作用的固有结构特征，解决了长期以来关于大的分子扩散突破孔径限制进入小的孔道的争议，为分子筛新材料的设计、合成和分子筛催化机制的认识提供了全新的机理与实验分析方法。
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　　与此同时，该工作实现了在实空间下亚埃级分辨率下的分子动态行为和骨架结构实时演变的直接观测，提供了一种在分子尺度上直接观察和研究小分子在限域空间内吸附、扩散和催化反应中真实过程的研究范式，并为未来原位实时研究物质扩散和转化过程建立起坚实基础。
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　　相关论文In situ imaging of the sorption-induced subcell topological flexibility of a rigid zeolite framework于近日发布于《SCIENCE(科学)》期刊。
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参考来源：中国科学报