近日，武漢的中國科學院物理與數學研究所的徐君研究員和鄧風研究員應邀在Accounts of Chemical Research發表了研究團隊近年在固體核磁共振（NMR）技術的發展以及在金屬改性沸石分子篩催化劑上應用的研究進展。該論文指出，利用最新的固態核磁共振技術獲得的結構信息，對分子篩在多相催化中的結構-活性關系有了新的認識，有利于高效分子篩催化劑的合理設計。

含金屬分子篩在催化裂化、輕烷烴活化轉化、甲醇制芳烴轉化、生物質轉化等催化過程中表現出明顯的催化性能。通過對金屬活性位點的工程設計，人們已經致力于合成更具活性和選擇性的分子篩。然而，對金屬種類的性質及其在反應中的作用仍知之甚少，這使得很難建立與沸石合理設計和應用的結構-活性關系。例如，在含金屬的分子篩上往往存在協同活性位點，但其結構、性質和定量仍有待解決。

固態核磁共振（NMR）是一種通過提供分子結構和動力學信息來表征多相催化劑和催化反應的有力工具。但是，分子篩上金屬位置的非均質性和低濃度通常對分子篩的表征帶來很大的挑戰。為此，研究團隊建立了信號靈敏度增強的固體NMR方法、雙共振固體NMR方法、發展了原位固體NMR表征技術等，成功實現了這類金屬活性中心結構的表征和解析，使得活性位研究從單一無機催化劑體系拓展到包括有機分子在內的有機-無機復合體系，實現了從催化劑表面物種及活性中間體的觀測到烷烴活化和甲醇轉化等催化反應機理的闡明。

該系列研究工作得到了國家自然科學基金委、中國科學院以及湖北省科技廳的支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00125

參考來源：中國科學院

編譯 YUXI