中科院大連化物所甲醇制烯烴國家工程實(shí)驗(yàn)室葉茂研究員、劉中民院士團(tuán)隊(duì)在納米孔晶體材料傳質(zhì)研究中取得新進(jìn)展。

納米孔晶體材料在非均相催化和化學(xué)品分離等過程中得到了廣泛的應(yīng)用，常見的納米孔晶體材料有各類分子篩和金屬有機(jī)骨架材料(MOF)等。由于納米孔道的尺寸限制，在這類材料中客體分子的傳質(zhì)過程非常復(fù)雜，且對很多催化反應(yīng)與分離過程有著決定性的影響。長期以來客體分子在晶體孔道內(nèi)的擴(kuò)散被認(rèn)為是其傳質(zhì)速率的控制步驟。但實(shí)際上，由于材料所處外部環(huán)境的變化，以及材料表界面存在的天然缺陷等原因，客體分子在進(jìn)入晶體內(nèi)部孔道之前，在表界面處也存在傳質(zhì)阻力。常規(guī)方法不能獨(dú)立測量納米孔晶體材料表界面?zhèn)髻|(zhì)阻力系數(shù)和晶內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)，測量到的結(jié)果實(shí)際上是一種表觀擴(kuò)散系數(shù)，其同時包含了表界面的傳質(zhì)阻力與孔道內(nèi)擴(kuò)散阻力的影響，很難直接用于納米孔晶體材料的設(shè)計和優(yōu)化。

研究團(tuán)隊(duì)推導(dǎo)了一種計算客體分子在納米孔晶體材料表界面?zhèn)髻|(zhì)阻力的方法。采用該方法能夠從簡單的客體分子吸收速率曲線直接計算出材料表界面?zhèn)髻|(zhì)速率與晶體孔道內(nèi)擴(kuò)散速率。核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可靠性。

該方法為定量研究客體分子在納米孔晶體材料內(nèi)的傳質(zhì)過程開辟了一條簡單方便的途徑，具有較強(qiáng)的普適性，能夠用于分子篩和MOF等納米孔晶體材料的傳質(zhì)研究。

(來源：科學(xué)網(wǎng))