清华大学化工系刘振东课题组在单壁分子筛纳米管形成机制研究中取得新进展

近日，清华大学化工系刘振东课题组在低维分子筛纳米材料可控合成机理研究方面取得新进展。研究团队围绕单壁分子筛纳米管这一新型低维分子筛结构，首次系统阐明了其在水热合成过程中由无机-有机组装体连续相变驱动的形成机制，为低维分子筛的理性设计与可控合成提供了关键理论依据。

单壁分子筛纳米管材料兼具纳米管状形貌和分子筛的晶态孔道，具有突破传统分子筛传质受限、构建高效限域反应和分离体系的潜力。然而，这类纳米尺度的晶态薄壁结构处于有序组装与晶化生长的交汇处，形成路径复杂。学术界尚未清晰理解这一新型低维材料的结构导向规律，限制了其可预测合成与性能定制。

该研究通过时间分辨与多尺度结构表征，明确指出单壁分子筛纳米管并非通过单一步骤直接生成，而是经历由无机短程有序演化所触发的连续结构重构过程：无机骨架片段的电荷密度与有序程度逐步改变了有机-无机组装体的相互作用与界面形态，从而推动介观结构的演变，最终实现了纳米管从层状非稳态相的脱离与闭合。该机制框架将“介观组装”与“分子筛晶化”统一描述，揭示了单壁分子筛纳米管从组装到成形的关键控制逻辑。

单壁分子筛纳米管形成机制

这一进展为单壁分子筛纳米管材料的可控构筑提供了可推广的机理范式，有望指导后续低维分子筛体系（如纳米片、纳米管等）的形貌调控与结构设计，并促进其在催化、分离与膜材料等领域的应用开发。

研究成果以“无机-有机组合在单壁沸石纳米管合成中的连续相变”（Consecutive phase transformations of inorganic-organic assembly in the synthesis of single-walled zeolitic nanotube）为题，于1月14日在线发表于《科学·进展》（Science Advances）。

清华大学化工系博士后宋钊宁（已出站）为论文第一作者，化工系副教授刘振东为论文通讯作者，研究得到国家自然科学基金的资助。

论文链接：

https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adx1619

供稿：化工系

编辑：李华山

审核：郭玲