近日，應國際學術期刊Advanced Materials邀請，精密測量院研究員徐君和研究員鄧風科研團隊撰寫了題為 “Recent Advances of Solid-State NMR Spectroscopy for Microporous Materials”的綜述論文。該文對近10年固體核磁共振（NMR）技術的發(fā)展以及在微孔材料中的重要研究進展進行了總結與評述。該論文發(fā)表在學術期刊advanced materials上。

　　微孔材料（孔徑< 2nm ）包括沸石分子篩、 金屬有機框架材料(MOFs)、 共價有機框架材料(COFs)、 多孔芳香骨架材料(PAFs)、 氫鍵有機骨架材料（HOFs）、多孔層狀材料等方面， 在工業(yè)催化、吸附與分離、氣體儲存、化學傳感、藥物控釋等領域被廣泛應用。研究并理解微孔材料結構與性能之間內在的構效關系對應發(fā)展與應用高性能材料都具有十分重要的意義。固體NMR作為晶體學衍射方法的重要補充，能從原子分子水平揭示原子核的化學環(huán)境以及化學鍵/空間連接網絡，并且不受材料體系有序度的影響和制約，已成為研究微孔材料結構性質的重要實驗手段。微孔材料元素組成、多維結構以及其具有的多功能性給固體NMR譜學表征帶來很多挑戰(zhàn)，近些年來固體NMR技術與方法處于快速發(fā)展階段，高場強、高轉速、超極化技術（如DNP、PHIP）以及先進的脈沖實驗方法提升了固體NMR的研究能力，拓展了其在微孔材料中應用的寬度和深度。

　　該文首先總結了近年來固體NMR方法與譜儀技術方面的進展，介紹了如何關聯(lián)NMR參數(shù)與材料結構。進而，針對分子篩、MOFs、COFs以及層狀化合物等多種微孔材料的微觀結構與分子動態(tài)學研究中的挑戰(zhàn)性問題，通過具體實例闡述了各類固體NMR方法的應用以及所獲得的重要信息，主要內容包括：（1）多核和多維固體NMR技術研究分子篩催化劑的骨架單元、催化劑活性中心的精細結構，探測催化反應中間體及其與活性中心的相互作用，揭示反應機理；（2）觀測MOFs骨架金屬中心配位環(huán)境、有機配體連接，示蹤常見氣體在其孔道內的吸附和分子運動，研究吸附客體分子與MOFs作用方式和作用位點；（3）通過固體NMR研究COFs堆積形式、COFs對環(huán)境污染物的捕獲、COFs上的分子催化、PAFs分子柔性及與客體分子相互作用等重要的科學問題，（4）固體NMR在多孔層狀材料中的應用，如獲得氧化石墨烯的插層、層狀雙氫氧化物材料的組分定量和空間分布、層狀硅酸鹽的配位狀態(tài)等信息。最后作者對固體NMR技術在微孔材料研究中存在的挑戰(zhàn)以及未來發(fā)展方向進行了討論與展望。

　　該研究工作得到了國家自然科學基金委、中國科學院以及湖北省科技廳的支持。

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202002879

用于微孔材料研究的固體NMR譜學