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研究人员发现催化剂沸石纳米孔的新结构单元,还用于将石油提炼成汽油和将生物质转化为生物燃料,中国化工网,okmart.com
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研究人员发现催化剂沸石纳米孔的新结构单元,还用于将石油提炼成汽油和将生物质转化为生物燃料
2021年05月07日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

沸石晶体,除其他外,还用于将石油提炼为汽油和将生物质转化为生物燃料,是按重量计在地球上使用最广泛的催化剂,化学工业和相关研究人员对发现其形成机理深感兴趣。麻省大学阿默斯特分校的化学家Scott Auerbach及其同事。他们希望以一种新的方式来了解沸石的结构和振动,从而开发出可用于复杂的新应用的量身定制的新型沸石中国化工网okmart.com


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他们在《美国化学学会杂志》(Journal of the American Chemical Society)的最新一期中的封面故事描述了该团队如何使用系统分析和一种称为拉曼光谱的技术,以及量子力学建模技术,发现了被称为“三环桥”的新型纳米级结构单元。帮助解释沸石的多孔结构及其动力学行为。


奥尔巴赫说:“这一突破非常重要,因为它使我们能够看到导致沸石晶体形成的不可见的精确结构。我们希望这种结构见解能够帮助我们合成新的,量身定制的沸石,以用于清洁洁净的先进应用能源和碳捕获。” 他的合著者包括UMass Amherst的化学工程师Wei Fan和第一作者Wang Tongkun Wang,以及伍斯特理工学院的其他人。


作者说,通过取代以前的“过于简单化”的方法,他们的方法可以“利用三环桥的概念来增强我们使用拉曼光谱作为研究沸石结构和形成的分析工具的能力”。


Auerbach及其同事在美国能源部材料科学与工程学部的支持下开展的这项工作中,揭示沸石合成的过程因前体结构中等大小而变得复杂,因此它们落入了纳米级的“盲点”。 -对于原子级和官能团结构分析而言太大,对于X射线分析来说太混乱了。他们指出,相比之下,拉曼光谱法“已经成为探测各种材料中程结构的有力工具”。


范解释说,直到现在,合成具有新结构和新组成的沸石的实验研究都是基于反复试验的方法,而对这一过程进行表征就构成了“诱人的挑战”。他们指出,它们基于三环桥的贡献为理解结晶途径提供了一种新工具,为设计用于催化和分离的高级应用的材料打开了大门。


此外,他们指出:“通常没有证据表明可以将拉曼谱带分配给各个沸石环。” 他们测试了这个假设,发现三个连接在一起的沸石环的三环桥集合在沸石的形成中起着至关重要的作用。他们利用这种方法发现了沸石键角和拉曼频率之间的精确关系,可用来查明沸石结晶过程中形成的结构。


在未来的工作中,Auerbach,Fan及其团队计划在沸石结晶过程中测量和建模拉曼光谱,以确定存在哪些三环桥,并将由所得沸石继承。


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