导 读

分子筛具有规则的孔道或笼结构，被广泛的应用于催化和吸附分离等领域。分子筛的独特性质与其结构息息相关。尽管分子筛的平均结构可以通过三维衍射数据（X-射线衍射或电子衍射）来确定，但值得注意的是，其局部区域可能也会具有一些组成或结构的非均匀性，这也会影响其性质。当前。在原子层面上探测分子筛的非均匀性具有很大的挑战。

近期，张辉教授和韩宇教授团队在Science期刊上发表了一篇利用电子叠层衍射成像技术揭示分子筛结构非均匀性的文章。与传统衍射技术和透射电镜成像技术相比，基于multislice方法的电子叠层衍射成像技术不仅可以在低电子剂量条件下实现亚埃级别的分辨率，且对样品厚度和成像时的聚焦条件要求较低，也可以在样品纵向上实现纳米级的分辨率。本文主要介绍和评论基于四维扫描透射电子显微（4D-STEM）数据的电子叠层衍射成像技术在分子筛结构表征中的应用，着重介绍了张辉教授和韩宇教授团队工作中的三个具体例子：（1）确定吸附对二甲苯的ZSM-5样品中对二甲苯的精确位置及不同取向，这表明了样品中存在不均匀的化学环境；（2）由于该技术的超高分辨率，不仅可以观测到ZSM-5和EMM-17分子筛样品中硅原子，同时还可以观测到氧原子；（3）ZSM-5和ZSM-11共享相同二维分子筛层，但在第三维度上连接方式不同。它们经常在一个极小的纳米区域中共生。运用该技术，成功揭示了ZSM-5/ZSM-11共生样品中共生界面的三维分布及连接情况（图1）。

图1 电子叠层衍射成像技术揭示分子筛中非均相性的示意图

总结与展望

电子叠层衍射是一种在原子层面表征分子筛结构的低电子剂量三维成像技术。目前，应用此技术可以研究分子筛组成和结构的非均匀性。同期，清华大学的于荣教授团队和上海科技大学马延航教授团队也利用类似的技术对分子筛进行了精细的表征。未来，此技术在对电子束更加敏感的材料（例如：MOF、COF等）的结构表征中具有很大潜力。同时，随着相关算法、硬件以及数据收集和处理能力的发展，此技术有望进一步应用于原位动态过程的研究以及更加精细三维结构的表征。

责任编辑

徐   婷    天津科技大学

余益松    中国科学院广州能源研究所

扫二维码｜查看原文

原文链接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-mater.2023.100019

本文内容来自The Innovation姊妹刊The Innovation Materials第1卷第2期以Commentary发表的“Unraveling the hidden world of perplexing inhomogeneous zeolite structures by electron ptychography” (投稿: 2023-05-30；接收: 2023-07-15；在线刊出: 2023-08-03)。

DOI: https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2023.100019

引用格式：Liu X. and Guo P. (2023). Unraveling the hidden world of perplexing inhomogeneous zeolite structures by electron ptychography. The Innovation materials 1(2), 100019.

作者简介

郭 鹏，研究员，毕业于瑞典斯德哥尔摩大学无机化学专业（师从世界著名电子晶体学家Zou Xiaodong院士），2016年获得中国科学院人才计划并回国工作。长期致力于工业催化剂微观结构表征工作，主要利用X-射线晶体学和电子晶体学（三维电子衍射和高分辨成像）在原子尺度对新型分子筛的微观结构、分子筛中结构导向剂的落位、酸性（吸附）位点分布和分子筛缺陷进行结构表征。近年来，在Nature, Science, Nat. Commun, J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int. Ed., Chemical Science, Small等杂志上发表学术论文多篇。获得第20届中国分子筛新秀奖、张大煜青年学者、“兴辽英才计划”青年拔尖人才等荣誉。担任Chinese Chemical Letters青年编委，并主持国家自然基金、中国科学院创新基金等多个项目。

课题组网页：https://www.x-mol.com/groups/guo_peng

往期推荐

The Innovation 简介

扫二维码 ｜ 关注期刊官微

The Innovation是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊：向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现，鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者来自全球55个国家；已被136个国家作者引用；每期1/5-1/3通讯作者来自海外。目前有196位编委会成员，来自21个国家；50%编委来自海外；包含1位诺贝尔奖获得者，37位各国院士；领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ，ADS，Scopus，PubMed，ESCI，INSPEC，EI等数据库收录。2022年影响因子为32.1，CiteScore为23.6。秉承“好文章，多宣传”理念，The Innovation在海内外各平台推广作者文章。

期刊官网：

www.the-innovation.org

www.cell.com/the-innovation

期刊投稿（Submission）：

www.editorialmanager.com/the-innovation

商务合作（Marketing）：

marketing@the-innovation.org

Logo｜期刊标识

See the unseen & change the unchanged

创新是一扇门，我们探索未知；  

创新是一道光，我们脑洞大开；  

创新是一本书，我们期待惊喜；  

创新是一个“1”，我们一路同行。

The Innovation 姊妹刊

The Innovation