沸石择形作用原子尺度原位电镜研究进展OA

具有有序孔道、可调活性及高水热稳定性的沸石是多相催化领域的关键材料,其独特的择形催化性能对推动我国化石能源清洁高效利用至关重要。沸石的微孔尺寸与单分子相当,能够实现对目标分子的选择性吸附或转化,孔道与分子尺寸之间的微小失配会显著影响孔道内的物理化学过程,从原子/分子尺度观察不同小分子在沸石纳米孔中的运动和转化行为、理解沸石内部的主客体相互作用与扩散反应路径具有重要意义。聚焦先进电子成像技术在沸石择形作用研究中的应用,首先阐述多种先进电子显微成像技术的优势及在沸石成像中的应用,重点介绍在低剂量条件下对沸石局域结构的原子成像能力,随后探讨基于“限域冷冻”策略的沸石孔道内有机小分子成像及主客体相互作用解析,并介绍原位电镜技术在捕捉小分子三维空间吸附/脱附动态行为方面的应用,最后讨论使用先进电子显微技术推动沸石的理性设计面临的挑战与未来展望。这些原子尺度的直接观测为理解沸石择形催化机制提供实验证据,可望推动高性能沸石催化剂的理性设计。