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亞納米尺度下原位研究分子吸附擴(kuò)散機(jī)制獲進(jìn)展
2022年06月01日 15:29:19
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：4322
近日，中科院精密測(cè)量院鄭安民研究團(tuán)隊(duì)和清華大學(xué)陳曉、張晨曦、魏飛研究團(tuán)隊(duì)合作在亞納米尺度下原位研究分子吸附擴(kuò)散機(jī)制方面取得重要進(jìn)展。采用分子篩皮米電鏡原位成像策略并結(jié)合從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬，實(shí)現(xiàn)了小分子吸脫附行為和分子篩骨架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變的原位實(shí)時(shí)觀測(cè)。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】分子篩是一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石，吸附能力高、選擇性強(qiáng)、耐高溫。分子篩廣泛用于有機(jī)化工和石油化工，也是煤氣脫水的優(yōu)良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。
近日，中科院精密測(cè)量院鄭安民研究團(tuán)隊(duì)和清華大學(xué)陳曉、張晨曦、魏飛研究團(tuán)隊(duì)合作在亞納米尺度下原位研究分子吸附擴(kuò)散機(jī)制方面取得重要進(jìn)展。采用分子篩皮米電鏡原位成像策略并結(jié)合從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬，實(shí)現(xiàn)了小分子吸脫附行為和分子篩骨架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變的原位實(shí)時(shí)觀測(cè)。
研究首次發(fā)現(xiàn)了剛性分子篩的亞單胞拓?fù)淙嵝越Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，揭示了分子擴(kuò)散突破孔徑限制的微觀機(jī)制，在分子篩擇形催化基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得重大突破。
該研究表明，亞單胞拓?fù)淙嵝允嵌嗫追惺肿雍Y材料與分子相互作用的固有結(jié)構(gòu)特征，解決了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于大的分子擴(kuò)散突破孔徑限制進(jìn)入小的孔道的爭(zhēng)議，為分子篩新材料的設(shè)計(jì)、合成和分子篩催化機(jī)制的認(rèn)識(shí)提供了全新的機(jī)理與實(shí)驗(yàn)分析方法。
與此同時(shí)，該工作實(shí)現(xiàn)了在實(shí)空間下亞埃級(jí)分辨率下的分子動(dòng)態(tài)行為和骨架結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)演變的直接觀測(cè)，提供了一種在分子尺度上直接觀察和研究小分子在限域空間內(nèi)吸附、擴(kuò)散和催化反應(yīng)中真實(shí)過(guò)程的研究范式，并為未來(lái)原位實(shí)時(shí)研究物質(zhì)擴(kuò)散和轉(zhuǎn)化過(guò)程建立起堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
相關(guān)論文In situ imaging of the sorption-induced subcell topological flexibility of a rigid zeolite framework于近日發(fā)布于《SCIENCE(科學(xué))》期刊。
參考來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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