福建物构所多孔单晶扭曲表面增强乙烷脱氢研究获进展

　　【仪表网 仪表研发】多孔单晶兼具长程有序晶格结构和无序连通孔道结构的双重优势。多孔单晶晶格结构清晰、化学组分精准、终止表面明确，可构筑连续高度扭曲活性表面及精细结构，对于研究各类实际催化反应中的表面结构及催化机制具有重要意义。
 

　　在国家重点研发计划变革性技术重点专项、国家基金重大研究计划重点项目、中国科学院洁净能源联合基金和中国科学院战略先导B等项目支持下，中科院福建物质结构研究所功能纳米结构设计与组装重点实验室谢奎课题组通过晶格重构策略生长出了2 cm尺寸具有三维连通孔道结构的介孔Nb4N5和MoN单晶，精准控制了晶面取向，并在扭曲表面上构筑了清晰的不饱和活性位点包括Nb-N1/5、Nb-N2/5以及Mo-N1/3、Mo-N1/6。多孔单晶扭曲表面上清晰的不饱和金属氮配位活性结构，能促进其对乙烷分子中氢的化学吸附及碳氢键活化，增强非氧化脱氢制乙烯的性能；同时，介孔单晶表面精细结构与吸附物种作用清晰，避免乙烷的深度裂解提高抗积碳性能。宏观尺寸多孔单晶可有效调控扭曲表面及不饱和配位精细结构，对实际催化反应中的表面结构及催化机制研究具有重要的参考意义。
 

　　相关成果发表在《德国应用化学》(Angew Chem Int Ed)。论文第一作者是副研究员林国明。
 

　　课题组长期从事多孔单晶表界面结构及催化机制研究，并取得了一系列进展 (Angew Chem Int Ed, 2020, 59, 8729; ACS Catal 2020, 10, 3505; Nat Commun, 2019, 10: 3168; Nat Commun, 2019, 10: 4727; Nat Commun, 2019, 10: 1173; Nat Commun, 2019, 10, 1550; Adv Mater, 2018, 180655; Sci Adv, 2018, 4: eaar5100; Mater Horiz, 2018, 5: 953; Nat Commun, 2017, 8: 2178; Nat Commun, 2017, 8: 14785)。