刘中民&魏迎旭NSR：分子筛催化甲醇和二甲醚转化中的多尺度动态串扰

构建对动态多尺度扩散和反应过程的全面理解对于分子筛形状选择性催化至关重要，是学术界和工业界的迫切需求。目前，甲醇和二甲醚（DME）转化的扩散和反应通常是分开研究的，并集中在单一规模上。

基于此，中科院大连化学物理研究所刘中民研究员和魏迎旭研究员（共同通讯作者）等人报道了他们破译了分子筛材料内甲醇和DME转化的动态分子扩散和反应过程，这些过程随时间从多尺度、从分子尺度到单个催化剂晶体和催化剂集合体演变。

通过分子动力学模拟证实，微观晶内扩散系数与宏观实验解耦的正确性。通过受限含碳物质的时空分析，能够跟踪单个催化剂晶体和催化剂集合中的迁移反应前沿。DME相对于甲醇的受限扩散通过减弱其局部富集来减轻反应物的高局部化学势，从而提高催化剂晶体内部活性位点的利用效率。

在此背景下，作者揭示了在多尺度上发生的材料、扩散和反应的动态串扰行为。分子筛催化不仅体现多相催化的反应特性，而且通过特殊的催化微环境提供增强、缓和或抑制的局部反应动力学，导致多尺度扩散和反应的非均相，从而实现高效和形状选择性催化。

Multi-scale dynamical cross-talk in zeolite-catalyzed methanol and dimethyl ether conversions. Natl. Sci. Rev., 2022, DOI: 10.1093/nsr/nwac151.

https://doi.org/10.1093/nsr/nwac151.