近日,永利6774app手机版官网鄭安民教授團隊在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上發表前瞻性論文(Perspective),題為《Insights into Adsorbate-Induced Dynamic Structures and Catalytic Microenvironments of Zeolite Acid Sites via Solid-State NMR》。論文第一作者為邢友東博士後,通訊作者為鄭安民教授和中國科學院精密測量科學與技術創新研究院易先鋒副研究員,我校為論文第一完成單位。

分子篩的酸性是驅動現代化學工業的“靈魂”,也是其在石油煉制、生物質轉化、塑料升級回收等領域中成為關鍵催化材料的核心所在。長期以來,傳統觀點将分子篩酸位視為靜态、預定的剛性結構,認為其催化行為僅由酸類型、強度和空間分布等固有參數決定。該團隊在文中提出突破性認知:分子篩酸位實際上是具有動态響應能力的活性中心,其局域結構和化學性質可随客體分子(如反應物、中間體或産物)的吸附而發生動态演變。這種“吸附質誘導的動态重構”機制,直接參與調控反應物活化與中間體穩定過程,進而決定催化反應的活性與選擇性。
固體核磁共振(SSNMR)技術因其能夠将微弱的主客體相互作用轉化為原子尺度上的可觀測信号,成為揭示上述動态過程的關鍵工具。該論文系統梳理了過去四十餘年間SSNMR在分子篩酸性研究中的應用進展,基于研究團隊自身在固體核磁共振與催化材料交叉領域的長期積累,采用“進化樹”這一可視化叙事方式,清晰勾勒出從靜态表征到動态追蹤的學術演進脈絡。在此基礎上,作者結合當前技術發展與科學認知的交叉趨勢,前瞻性地識别出該領域未來的核心突破方向,為新一代分子篩催化體系的理性設計提供了理論依據與方法論支撐。

該文的發表标志着分子篩酸位研究正經曆從“靜态結構”到“動态響應”的重要認知轉變。基于團隊多年系統性研究積累所提出的動态催化劑設計理念,不僅為主客體相互作用的催化劑工程開辟了新路徑,也為催化科學界提供了具有原創性的中國智慧。未來,該研究成果有望推動高效、高選擇性分子篩催化劑的開發,助力化工過程向更加綠色、智能和可持續方向演進。
作為化學領域最具影響力的期刊之一,JACS每年發表論文3000餘篇,其中僅約20篇為主編邀約各領域領軍學者撰寫的前瞻性論文。這類文章旨在系統總結領域進展并提出前瞻性觀點,對學科發展具有權威引領作用。此次發表的Perspective,是分子篩酸性研究方向首篇獲此形式認可的論文,充分體現了國際學術界對鄭安民團隊在該前沿領域持續深耕的高度肯定,也标志着中國學者在催化基礎研究方向赢得了重要的國際話語權。
該研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、湖北省自然科學基金和武漢市自然科學基金等項目的資助。