沸石广泛应用于各个行业，但对其固有催化特性的全面了解仍然难以实现，这主要是由于铝羟基部分的复杂性。
在原子尺度上分析沸石分子筛的局域环境对于揭示沸石分子筛本征催化活性、指导高性能催化剂的设计至关重要，然而沸石分子筛的数量少、亚稳态、结构相似性、氢键环境、长程无序性等诸多不利因素阻碍了对其精细结构的解析。
近日，中国科学院大连化学物理研究所侯光锦、陈奎志教授团队利用自主研发的全套耦合编辑1H-17O固态核磁共振（NMR）方法，揭示了沸石中复杂羟基的精确结构，相关研究成果发表在《美国化学会志》上。
固体核磁共振17O研究进展
若能突破17O同位素极低的天然丰度、低旋磁比和四极性质等技术难点，将成为提高沸石分析精度的替代方法。为此，研究人员采用了一种新颖的17O富集方法，开发了一系列基于17O核磁共振的谱线编辑脉冲序列，提高了谱线分辨率，分辨出了沸石内部微妙的质子结构。
由于全面解决了经常被忽视和不受欢迎的 NMR 相互作用，即二阶四极杆-偶极杆交叉项相互作用 (2-QD 相互作用)，因此实现了精确且高分辨率的物种识别，真正有助于获得有关沸石结构的宝贵信息。
此外，定量探测了单键和多键范围内Al··H与O··H的接近度，半定量地获得了BrØnsted酸位等羟基质子的解离速率，揭示了具有催化重要性的Al-OH和Si-OH基团在原子尺度上的局部环境。
本研究开发的 NMR 技术可进一步应用于其他环境中精细质子结构的高分辨率分析，例如金属氧化物表面、金属有机骨架和生物材料。“我们的研究可能为沸石中精细质子结构的高分辨率分析提供一种通用策略，”侯教授说。
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