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大连化物所纳米限域研究取得新进展

  大连化学物理研究所纳米禁闭研究取得新进展

  分子在纳米孔限制环境中的扩散和反应表现出非常明显的物理化学性质,理论工作者进行了大量的计算和模拟。近日,由中国科学院大连化学物理研究所研究员包新和教授领导的“界面纳米催化剂”课题组(502组)研制出一套动态催化反应体系,结合固体核磁共振(NMR) 129Xe技术首次在模拟催化反应条件下直接观察到甲醇分子孔径为0.8nm的CHA分子筛孔隙扩散和脱水过程,并精确得到分子扩散和反应动力学参数。有关方法和实验结果发表在最近的J. Article杂志上。 J. Chem。 (2009)13722-13727以一篇研究论文的形式被认为是“具有重大意义的纳米孔催化反应”发明。纳米禁闭效应在光学,电子和催化反应领域有着巨大的应用潜力,在纳米空间动力学中的分子吸附和反应已经成为理论和实验研究人员普遍关注的问题。理论研究表明,纳米空间中的局域物质将表现出明显不同于自由态的物理化学性质,但是由于实际条件下分子的快速扩散和纳米孔中极低的分子浓度,实验研究需要开展原位 - 动态和高度敏感的检测手段。研究组的张卫平,包新和博士生徐曙涛就商业核磁共振“魔角”(Magic Angle)探针进行了改进,研制出一套与固体核磁共振谱仪配套使用,适用于分子扩散和催化研究温度原位 - 动态系统,以及国际上广泛使用的激光诱导超极化129Xe技术进入动态反应过程,核磁共振的检测灵敏度提高了1万倍,使固态核磁共振光谱时间缩短到10秒或更少。该技术成功应用于甲烷在CHA纳米晶笼中的吸附,扩散和脱水反应的研究。第一次获得真实反应条件附近的纳米孔活性中心的动力学参数,了解和理解分子筛孔隙中酸促进脱水转化机理。近年来,该团队在高效灵敏的核磁共振(NMR)技术用于催化和材料合成的原位动力学研究方面取得了重大进展(J.Am.Chem.Soc。,130(2008) J.Am.Chem.Soc。,131(2009)10127)。点击

  关键词:纳米

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