南京大学Nat. Commun.：首次在单个纳米颗粒水平上实现对沸石本征吸附/脱附速率常数的定量测定

背景：沸石分子筛等多孔材料在催化、分离等工业过程中发挥重要作用，其纳米孔道的限域效应是影响分子吸附与反应行为的关键因素。然而，传统动力学测量方法难以获取本征吸附动力学参数，尤其在单个纳米颗粒层面实现非荧光分子吸附动力学的原位、实时、免标记定量测量仍是一个挑战。研究目的：南京大学王伟教授团队旨在建立单个沸石纳米颗粒上吸附动力学研究的光学成像平台，实现对烯烃吸附过程的实时原位成像，定量测定本征吸脱附速率常数和活化能垒，并揭示限域效应对吸附动力学的影响。结论：该研究成功开发了基于暗场光学成像的单个纳米颗粒吸附动力学测量平台，首次在单个纳米颗粒水平上定量测定了沸石的本征吸附/脱附速率常数。研究发现限域效应诱导了吸附动力学反转现象，即空间约束而非相互作用强度成为纳米孔道内主导吸附动力学的控制因素，这更新了对多孔材料内吸附热力学和动力学过程的传统认知，为高性能多孔材料的设计提供了新的动力学指导。