分子篩催化劑的紫外拉曼光譜研究工作取得新進展

2020-12-03 中國科學院

日前，由中科院大連化學物理研究所李燦院士領導的研究組，受邀在Accounts of Chemical Research上發表了題為UV Raman Spectroscopic Studies on Active Sites and Synthesis Mechanisms of Transition Metal-Containing Microporous and Mesoporous Materials（Fengtao Fan，Zhaochi Feng, Can Li, Accounts of Chemical Research, 2009,  ASAP）的文章。
　  該文章報導了近幾年來李燦研究組利用紫外拉曼光譜在含過渡金屬雜原子分子篩（如TS-1, Ti-MCM-41，Fe-ZSM-5和Fe-SBA-15）活性位鑑定，以及幾種典型分子篩（如X型分子篩，Fe-ZSM-5）合成機理研究方面取得的進展。
　  李燦研究組於1998年成功研製出我國第一臺具有自主智慧財產權的紫外拉曼光譜儀，解決了國際拉曼光譜領域長期存在的螢光幹擾問題，並在國際上最早將其應用於催化及材料科學的研究。通過紫外共振拉曼光譜首次獲得了鈦矽分子篩（TS-1）中有關骨架鈦物種存在的直接證據。建立了鑑定微孔和中孔分子篩骨架中過渡金屬雜原子的拉曼光譜研究方法，這一方法已被國際催化界認為是一種最為可靠的雜原子表徵方法。利用紫外拉曼避開螢光和增加靈敏度的特點，自行設計了可以原位研究水熱合成過程的原位紫外拉曼光譜池，從分子層次上研究了雜原子分子篩合成中含雜原子活性中心的演化以及分子篩形成過程。
　  除了紫外拉曼光譜在分子篩催化劑相關領域的研究工作，該組還利用紫外拉曼光譜發現了氧化鈦表面與體相結構不同且溫度增加時相變不同步，並將氧化鈦表面物相信息和光催化活性相關聯，提出了「銳鈦礦-金紅石表面結增強光催化活性」的新概念；將紫外拉曼光譜應用到在負載型高分散過渡金屬氧化物催化劑、催化劑表面積炭失活、固體氧化物超強酸、光電材料以及生物化學等多個研究領域。2004年研究組又研製成功紫外——可見全波段共振拉曼光譜議，使我國在拉曼光譜的催化表徵研究方面繼續處於國際先進水平。2008年，李燦研究組與卓立漢光儀器公司合作，開始將紫外拉曼光譜儀產業化。
　  在過去的10年間，紫外拉曼光譜已經在化學、物理和生命科學等諸多領域顯示出巨大的優越性，成為一項重要的分子光譜技術。由於李燦研究組工作的影響，國內外許多研究機構紛紛與該所開展了紫外拉曼光譜在催化和材料科學方面的合作研究工作，同時國外廠商紛紛加緊紫外拉曼光譜儀的研製。紫外拉曼光譜技術及其在催化研究中的應用產生了重要的學術和社會影響。

 

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