具有超大孔道和納米尺寸、能夠處理大分子的穩(wěn)定沸石，需求量很大，但一直難以生產(chǎn)。它們復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和納米級(jí)的晶體尺寸給采用傳統(tǒng) X 射線衍射技術(shù)進(jìn)行的分析帶來(lái)了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致材料開發(fā)效率低下。
2025 年 6 月 26 日，南京大學(xué)黎建研究員、中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院林偉研究員、香港理工大學(xué)林聰研究員作為共同通訊作者（南京大學(xué)博士生馬超、博士生章正漢、碩士生張夢(mèng)迪為共同第一作者），在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Science 上發(fā)表了題為：Accelerated discovery of stable, extra-large-pore nano zeolites with micro-electron diffraction 的研究論文。
該研究依托南京大學(xué)的微晶電子衍射（MicroED）技術(shù)平臺(tái)，成功創(chuàng)制兩例具有 22 元環(huán)超大孔道的硅鋁酸鹽納米沸石 NJU120-1 與 NJU120-2，其中，NJU120-1 是一種具有三維 22×10×10 元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)和晶胞級(jí)厚度的納米片，而 NJU120-2 是一種具有三維 22×12×10 元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)的納米棒，其結(jié)構(gòu)中包含尺寸接近 2nm 的超籠。NJU120-1 和 NJU120-2 的 22 元環(huán)孔道尺寸超過(guò)了此前報(bào)道的多種超大孔沸石，并在催化裂化（FCC）反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的重油轉(zhuǎn)化率和輕質(zhì)燃料（汽油、柴油和液化石油氣）選擇性，其性能均媲美甚至超越現(xiàn)有的超大孔沸石和工業(yè)沸石。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了 NJU120-1 和 NJU120-2 這兩種堅(jiān)固且完全連通的鋁硅酸鹽納米沸石，它們具有相互連通的通道系統(tǒng)和超大 22 元環(huán)孔道。
其中，NJU120-1 是一種厚度僅約 8 納米的納米片，相當(dāng)于 1.5 個(gè)晶胞，而 NJU120-2 是一種尺寸為 50×250 納米的納米棒。
通過(guò)利用微晶電子衍射（MicroED）技術(shù)平臺(tái)快速確定結(jié)構(gòu)，研究團(tuán)隊(duì)揭示了這兩種納米沸石的多維孔道結(jié)構(gòu)，極大地加速了對(duì)這些物質(zhì)的合成優(yōu)化，它們最大自由球體直徑高達(dá) 1.2 納米，再加上納米級(jí)的形態(tài)，使得能夠?qū)Υ蠓肿舆M(jìn)行催化裂化（FCC）反應(yīng)，展現(xiàn)出優(yōu)異的重油轉(zhuǎn)化率和輕質(zhì)燃料（汽油、柴油和液化石油氣）選擇性，其性能均媲美甚至超越現(xiàn)有的超大孔沸石和工業(yè)沸石。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv5073
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