記者3月1日從內(nèi)蒙古鄂爾多斯市科技局獲悉，清華大學(xué)鄂爾多斯實(shí)驗(yàn)室魏飛教授研究組和騫偉中教授研究組聯(lián)合攻關(guān)，利用國(guó)際上最先進(jìn)球差校正電鏡技術(shù)，觀察到分子篩孔道中酸性位（Al-T位點(diǎn)）與噻吩單分子的相互作用。相關(guān)成果已先后發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》和《自然》。
研究有機(jī)小分子在以分子篩為代表的多孔材料中的單分子成像與構(gòu)象，是深入理解其相變、吸附、催化和相互作用過程的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。其中，有機(jī)小分子在室溫或更高溫度下的成像，一直是電子顯微學(xué)領(lǐng)域難以攻克的關(guān)口。
噻吩分子比苯分子或吡啶分子尺寸更小，在ZSM-5分子篩（沸石分子篩）孔道中可以自由旋轉(zhuǎn)，其速度之快，極難被電子束捕捉與清晰觀察。但是，因噻吩分子含有硫元素，能夠與分子篩孔道形成O-H-S氫鍵，從而比苯、吡啶或?qū)Χ妆降确肿痈着c分子篩建立起較強(qiáng)的相互作用。相關(guān)成鍵限制了噻吩分子在孔道中的自由旋轉(zhuǎn)，使噻吩分子可以呈現(xiàn)出與電子束接近垂直的平面構(gòu)型，從而可以利用最先進(jìn)的電子束成像技術(shù)觀察。另外，ZSM-5分子篩的0.5納米左右的孔道并不是無限對(duì)稱的圓形截面，不同位置的Al-T位點(diǎn)呈現(xiàn)出不同的空間位阻，與噻吩分子形成氫鍵時(shí)的鍵角不同，形成氫鍵的機(jī)率也不同，這樣就能夠用噻吩分子極細(xì)微的空間構(gòu)象來進(jìn)行解析。
據(jù)悉，該研究既是分子篩電鏡成像技術(shù)的突破，也是分子篩孔道與客體分子復(fù)雜相互作用的具體體現(xiàn)，為在皮米層次理解催化的本質(zhì)以及控制產(chǎn)品選擇性提供了新的方向，將有效解決先進(jìn)煤化工合成氣制備烯烴或芳烴，以及CO2加氫制備綠色航煤與綠色化學(xué)品的共性基礎(chǔ)問題。
記者3月1日從內(nèi)蒙古鄂爾多斯市科技局獲悉，清華大學(xué)鄂爾多斯實(shí)驗(yàn)室魏飛教授研究組和騫偉中教授研究組聯(lián)合攻關(guān)，利用國(guó)際上最先進(jìn)球差校正電鏡技術(shù)，觀察到分子篩孔道中酸性位（Al-T位點(diǎn)）與噻吩單分子的相互作用。相關(guān)成果已先后發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》和《自然》。
研究有機(jī)小分子在以分子篩為代表的多孔材料中的單分子成像與構(gòu)象，是深入理解其相變、吸附、催化和相互作用過程的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。其中，有機(jī)小分子在室溫或更高溫度下的成像，一直是電子顯微學(xué)領(lǐng)域難以攻克的關(guān)口。
噻吩分子比苯分子或吡啶分子尺寸更小，在ZSM-5分子篩（沸石分子篩）孔道中可以自由旋轉(zhuǎn)，其速度之快，極難被電子束捕捉與清晰觀察。但是，因噻吩分子含有硫元素，能夠與分子篩孔道形成O-H-S氫鍵，從而比苯、吡啶或?qū)Χ妆降确肿痈着c分子篩建立起較強(qiáng)的相互作用。相關(guān)成鍵限制了噻吩分子在孔道中的自由旋轉(zhuǎn)，使噻吩分子可以呈現(xiàn)出與電子束接近垂直的平面構(gòu)型，從而可以利用最先進(jìn)的電子束成像技術(shù)觀察。另外，ZSM-5分子篩的0.5納米左右的孔道并不是無限對(duì)稱的圓形截面，不同位置的Al-T位點(diǎn)呈現(xiàn)出不同的空間位阻，與噻吩分子形成氫鍵時(shí)的鍵角不同，形成氫鍵的機(jī)率也不同，這樣就能夠用噻吩分子極細(xì)微的空間構(gòu)象來進(jìn)行解析。
據(jù)悉，該研究既是分子篩電鏡成像技術(shù)的突破，也是分子篩孔道與客體分子復(fù)雜相互作用的具體體現(xiàn)，為在皮米層次理解催化的本質(zhì)以及控制產(chǎn)品選擇性提供了新的方向，將有效解決先進(jìn)煤化工合成氣制備烯烴或芳烴，以及CO2加氫制備綠色航煤與綠色化學(xué)品的共性基礎(chǔ)問題。
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-1880-0.html我科研團(tuán)隊(duì)攻克分子篩酸中心表征的單分子成像技術(shù)
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