大连化物所纳米孔晶体材料传质研究取得新进展

近日,中国科学院大连化学物理研究所甲醇制烯烃国家工程实验室研究员叶茂、中科院院士刘中民团队在纳米孔晶体材料传质研究中取得新进展。相关工作以通讯的形式发表于《自然》出版集团的新刊《通讯-化学》(Communications Chemistry)上。纳米孔晶体材料在非均相催化和化学品分离等过程中得到了广泛的应用,常见的纳米孔晶体材料有各类分子筛和金属有机骨架材料(MOF)等。由于纳米孔道的尺寸限制,在这类材料中客体分子的传质过程非常复杂,且对很多催化反应与分离过程有着决定性的影响。长期以来客体分子在晶体孔道内的扩散被认为是其传质速率的控制步骤。但实际上,由于材料所处外部环境的变化,以及材料表界面存在的天然缺陷等原因,客体分子在进入晶体内部孔道之前,在表界面处也存在传质阻力。目前,常规方法不能独立测量纳米孔晶体材料表界面传质阻力系数和晶内扩散系数,测量到的结果实际上是一种表观扩散系数,其同时包含了表界面的传质阻力与孔道内扩散阻力的影响,很难直接用于纳米孔晶体材料的设计和优化。