近日，應國際權威學(xué)術(shù)期刊Chemical Society Reviews 邀請，精密測量院徐君和鄧風(fēng)研究員團隊撰寫(xiě)了題為 “Solid-state NMR studies of internuclear correlations for characterizing catalytic materials”的綜述論文（IF：54.5），系統介紹了包括課題組工作在內的固體核磁共振（NMR）相關(guān)譜技術(shù)及其在催化材料表征應用方面的最新研究進(jìn)展。

　　對多相催化材料結構與性質(zhì)的深入理解是高性能催化材料可控制備的關(guān)鍵，這需要對催化材料進(jìn)行精確表征。由于分子篩、氧化物和有機金屬框架材料（MOFs）等重要催化材料的結構、組成和性質(zhì)的多樣性，使得精確表征研究成為一項復雜的系統工作，其最大挑戰是如何了解催化材料骨架組成和微觀(guān)結構、催化反應中的相互作用及反應機制，進(jìn)而建立催化材料結構與性能的聯(lián)系（構-效關(guān)系），指導催化劑的設計與合成。固體NMR相關(guān)譜技術(shù)通過(guò)探測催化材料上原子核間的相互作用，建立原子核間關(guān)聯(lián)，測量核間距離，從而實(shí)現在原子-分子水平上對催化材料進(jìn)行精確表征，是催化材料和催化反應研究中的強有力工具。

　　論文首先對用于固體NMR相關(guān)譜技術(shù)的基本原理進(jìn)行了詳細介紹（圖1）。包括二維（2D）同核和異核相關(guān)譜以及雙共振技術(shù)，還包括近年來(lái)涌現出的三維（3D）固體NMR相關(guān)譜技術(shù)以及靈敏度增強的動(dòng)態(tài)核極化（DNP）等新技術(shù)。三維（3D）固體核磁共振相關(guān)技術(shù)使得對三個(gè)原子間的相互作用觀(guān)測成為可能，DNP技術(shù)可以獲得2~3個(gè)數量級的核磁共振信號增強，提高了催化材料樣品的觀(guān)測靈敏度，極大拓寬了固體NMR的研究能力和研究范圍。文中討論了如何利用固體NMR相關(guān)譜技術(shù)解決催化劑材料研究中一些重要問(wèn)題，例如利用多維（2D, 3D）固體NMR相關(guān)譜技術(shù)可以建立催化材料樣品特定原子核間化學(xué)鍵連的相關(guān)性，用于表征分子篩、氧化物、復合材料以及MOFs的骨架以及表面結構；通過(guò)固體NMR雙共振技術(shù)獲取基團間相互作用、空間臨近性和距離等信息以研究催化材料上協(xié)同活性中心、吸脫附過(guò)程中的主客體相互作用；利用原位固體NMR相關(guān)技術(shù)可捕捉、鑒定反應中間體結構，并跟蹤其轉化過(guò)程以揭示催化反應機理。最后，論文對固體NMR相關(guān)譜技術(shù)面臨的挑戰和發(fā)展前景進(jìn)行了評述和展望。

　　該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委與中國科學(xué)院支持。

　　論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d0cs01130d#!divAbstract

用于催化材料表征的固體核磁共振相關(guān)譜：(a)二維SQ–SQ同核相關(guān)譜、(b)二維DQ–SQ同核相關(guān)譜、（c）二維異核相關(guān)譜和（d）一維REDOR雙共振譜