催化剂材料的微观结构基本上会影响其宏观结构和催化性能。沸石催化剂在甲醇转化过程中得到了广泛的应用，对其微观结构的原子解析将使我们更深入地了解其结构与性能的关系。然而，由于电子束敏感性的局限性，通过电子显微镜对硅铝磷酸盐沸石进行原子成像仍然具有挑战性。

有鉴于此，清华大学魏飞教授、王垚副教授、陈晓等人，通过集成差分相衬扫描透射电子显微镜(iDPC-STEM)实现了SAPO-34和SAPO-18沸石中的原子晶格(包括Al-O-P原子和键)的真实空间成像。

本文要点

1）使用iDPC-STEM实现SAPO-34和SAPO-18晶格的原子成像。基于这些观察，从原子角度解析了用于MTO催化的SAPO-34/18共生结构。直接成像揭示了这些催化剂中SAPO-34和SAPO-18结构域的具体分布和序列。

2）内部产物扩散距离的减小大大改善了两种催化剂在甲醇转化中的催化性能。基于观察到的这些催化剂中晶格和元素的分布，可以对SAPO-3/18共生催化剂的合成条件与结构之间的相关性有一个初步的了解，从而可以基于独特的结构进一步改进其性能。

3）SAPO-34和SAPO-18结构域在SAPO-34/18共生体中的空间分布清晰。通过改变进料中硅的含量和模板，得到了两种SAPO-34/18催化剂，分别是分层催化剂和夹心催化剂，分别具有高度混合和分离的SAPO-34和SAPO-18晶格。

总之，该工作有助于在沸石催化剂中建立清晰的结构-性能相关性，并为进一步改进催化剂结构提供了坚实的基础。

参考文献：

Boyuan Shen et al. Resolving atomic SAPO-34/18 intergrowth architectures for methanol conversion by identifying light atoms and bonds. Nat Commun, 2021.

DOI: 10.1038/s41467-021-22438-z

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22438-z