氟化氧化铝表面酸位点精准解析研究取得进展

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文章导读

你正在为催化剂性能不稳定而头痛，氧化铝表面酸性调控就像个黑箱——氟化处理看似简单，但强酸位点的来源始终是个谜。传统方法只能观察到宏观酸量变化，却在原子尺度上集体失明。最新研究发现氟化氧化铝表面藏着一种特殊的单一位点结构，它不仅能抵抗空气和水分侵蚀，还在烯烃转化中展现出惊人的裂解活性。这个被长期忽视的结构秘密，正在重新定义我们对催化剂设计的认知。如果告诉你强酸位点的形成机制就藏在氟磷原子的空间距离里，你还敢用传统方法设计下一代催化剂吗？

— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。

氧化铝在石油化工等领域应用广泛，作为催化剂及载体，其表面酸性的精准调控对催化性能至关重要。卤素修饰，尤其是氟化和氯化，是调控氧化铝表面酸性的重要手段。然而，受限于氧化铝表面结构的复杂性，以及卤素修饰后表面重构与多种物种并存的特点，卤化氧化铝表面强酸位点的来源尚未明确。

近日，中国科学院大连化学物理研究所科研团队在氟化氧化铝表面酸位点精准解析研究中取得进展，在原子尺度上实现了对氟化氧化铝表面强Brønsted酸位点结构的精准识别，并揭示了其形成机制与催化性能的直接关联。

研究团队利用高场（18.8T）、超快魔角旋转（60kHz）及多核多维固体核磁共振技术（例如¹H-²⁷Al、¹⁹F-²⁷Al、¹⁹F-³¹P），结合三甲基膦（TMP）探针分子吸附，定量揭示了氟化和氯化氧化铝表面羟基物种的演化过程及其酸性变化。团队进一步从原子尺度上解析了其酸性位点的结构，并定量提取了F···P空间的距离，阐明了氟化氧化铝表面独有的强Brønsted酸位点源于一种特定的单一位点结构，即F₁−Al_IV−μ₂−OH。该位点对空气和水分表现出优异的稳定性，在1-十八烯转化模型反应中展现出较强的裂解活性和芳构化能力。