微电子衍射技术加速超大孔纳米沸石的稳定合成与催化应用

来自南京大学的研究团队通过微晶电子衍射(MicroED)技术快速筛选组合产物混合物，成功合成两种具有22元环超大孔道(ELP)的纳米铝硅酸盐沸石NJU120-1和NJU120-2。该研究突破传统X射线衍射对纳米晶体的分析限制，获得直径约1.2纳米的自由球体孔道结构，实现重质石油馏分(真空瓦斯油)高效催化裂解为汽柴油燃料，为工业催化提供新型纳米催化剂。

　　

这项突破性研究展示了如何利用微电子衍射(MicroED)技术实现纳米沸石的快速结构解析。科研团队通过筛选16种前驱体凝胶组合，在水热条件下成功制备出两种结构独特的纳米沸石：厚度仅8纳米(相当于1.5个晶胞)的NJU120-1纳米片，以及尺寸为50×250纳米的NJU120-2纳米棒。这些材料最引人注目的特征是具有22元环超大孔道(extra-large pore, ELP)系统，其自由球体直径达到惊人的1.2纳米，相当于在纳米尺度上建造了分子级别的高速公路。

与传统沸石相比，这些纳米材料展现出双重优势：超大孔道可容纳重油大分子，纳米级厚度则大幅缩短扩散路径。在催化性能测试中，它们成功将工业级真空瓦斯油(vacuum gas oil)裂解为高价值的汽油和柴油组分。这项研究不仅为石油精炼行业提供了新型催化剂，更重要的是建立了"合成-表征-应用"的高效研发范式，其中MicroED技术扮演了关键角色，能在纳米晶体难以培养单晶的情况下实现快速结构解析。