武科大网讯(通讯员李江江) 近日,我校核磁共振与分子科学交叉研究院/化学与化工学院郑安民、刘志强教授团队在《Chemical Society Reviews》发表了题为“Confinement effects on molecular diffusion in zeolites: mechanisms and perspectives”的文章(Chem. Soc. Rev.,2026, 55, 210-253),并入选为封面文章,针对分子筛纳米孔道内限域扩散的微观机制进行了介绍。论文通讯作者为我校教授刘志强、郑安民,学校为论文第一单位。


沸石分子筛作为工业催化、气体分离与能源存储等领域中应用最广泛的多孔材料之一,是研究纳米限域效应的典型体系。其内部具备分子尺度的规整孔道结构,能够对客体分子施加精准的空间约束,从而显著调控其扩散行为与催化性能。与以往侧重于实验技术、计算方法或宏观性能的综述不同,本综述立足于分子尺度,系统探讨限域环境对扩散行为的微观调控机制。通过原子层面的机理分析,揭示了空间约束、骨架柔性、酸性位点分布、浓度和温度等因素如何协同调控分子的扩散路径、扩散能垒与扩散速率,并深入阐明了限域空间中分子路径控制、悬浮效应、门控效应和热阻效应等反常扩散的微观机理。
在此基础上,本文进一步明晰了扩散行为与催化性能之间的内在关联,从微观层面系统阐述了限域效应所驱动的形状选择性与反应增强机制,并展望了面向催化、分离与能源转化等工业应用时,开发高性能沸石分子筛材料所面临的关键挑战与未来机遇。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D5CS00613A