传统结构解析方法是通过X-射线单晶衍射法确定晶胞参数、空间群、以及原子坐标，但是这种方法对晶体尺寸大小要求极高，至少要在20微米以上。对于一些特定的体系，很难合成符合要求的晶体尺寸用于进一步的结构解析，这样结构的不确定性会造成对材料自身认识不深入，阻碍后续材料的改性、无法建立明确的结构-性质之间的关系。针对这个科学难题，DNL1210组聚焦先进的电子晶体学（《Science》期刊评选的十大科学进展，包括三维电子衍射和高分辨成像技术）和X-射线粉末晶体学用于解析纳米尺寸的晶体材料（俗称“小晶体”）。这两大表征手段具有极强的普适性，可以应用于众多领域（例如：电池电极材料的动态结构变化、MOF材料吸附过程结构的演变、大分子蛋白质的结构解析、工业分子筛催化剂的主客体化学等等）。点击下方链接可以简单了解如何用透射电镜收集三维电子衍射用于纳米晶体的结构解析。

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       DNL1210组依托刘中民院士领导的大连化学物理研究所低碳催化与工程研究部，通过运用上述先进的表征手段对工业催化剂进行结构解析，并且在原子层面理解结构-性质之间的关系，从而设计并制备出高性能的工业催化剂（高转化率、高选择性、长寿命）。具体研究方向如下：

                                        ^{研究方向一：全新分子筛的结构解析}                                         

三维电子衍射解析并预测复杂分子筛结构：ZSM-25是美孚石油公司1979年合成的具有纳米尺寸全新分子筛，但是它的晶体结构直到2015年才被郭鹏博士运用三维电子衍射成功解析出来。ZSM-25每个晶胞含有多达4000个分子筛骨架原子。 通过理解ZSM-25的晶体结构，成功预测了一系列新型分子筛并且最终在实验室把他们合成出来，该工作发表在世界顶级期刊《Nature》。

    Nature, 2015, 524, 74.

三维电子衍射解析具有自主知识产权的超大孔AlPO分子筛：2024年我们团队利用商业化的吡啶衍生物作为结构导向剂合成了具有16元环的一维直孔道AlPO分子筛，命名为DNL-11。利用三维电子衍射何X-射线粉末精修解析出微观晶体结构并且发现其结构导向剂的作用机制。同时，发现该材料在极为干燥条件下可以实现空气取水，并且在氮气吹扫的条件下可以脱除绝代部分的水。

J. Am. Chem. Soc., 2024, 146,10257 

三维电子衍射结合iDPC成像技术解析分子筛结构并观测局部缺陷：EMM-17分子筛是2012年合成出来的具有纳米尺寸并且含有丰富缺陷的分子筛。2021年该团队和韩宇教授团队运用三维电子衍射和iDPC成像技术在原子层面获得了EMM-17三种多形体的晶胞参数，空间群和原子坐标，并且发现了该分子筛中具有非周期的小孔道特征。基于EMM-17丰富的孔道特点，成功地将其应用到C6分离领域。

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 24227. (HOT PAPER)

                                           研究方向二：结构解析辅助分子筛合成   

RSS方法辅助分子筛的定向合成：相比于前面提到的电子晶体学解析新型未知分子筛结构，X-射线粉末精修更加注重对于已知分子筛的结构表征，尤其是分子筛中的主（分子筛骨架）- 客（分子筛孔道信息）体关系。从2018年到2020年，我们一直致力于运用X-射线粉末精修获得的精细结构信息指导分子筛的定向合成。通过理解二乙胺如何导向具有lta笼子DNL-6的作用机制，成功地拓展了它的合成，寻找到多达14种有机胺来定向合成DNL-6。同时运用同样的方法我们还拓展了SAPO-42分子筛的合成，成功地避免了具有毒害的含氟物质的使用。通过重新梳理DNL-6和SAPO-42的合成过程，将这个方法命名为“RSS”方法。

Small, 2020, 16, 2000902；  J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24186.

OSDA-Mismatch法无氟无晶种合成纯硅分子筛：通过运用上述先进表征手段，深入探索了氟离子在纯硅分子筛中稳定特定结构单元的导向机制，开发了一种在无氟无晶种条件下合成纯硅分子筛的通用新方法，并将其命名为“有机结构导向剂不适配法（OSDA-Mismatch）”。该方法主要运用富含四元环的SOD型纯硅分子筛作为硅源，选取与其结构不适配的有机结构导向剂（OSDA），快速地合成具有CHA、*BEA、EUO、SFF、STF、-SVR、*-SVY等拓扑结构的纯硅分子筛目标产物，解决了传统氟体系水热合成纯硅分子筛所带来的环境和经济问题。

J. Am. Chem. Soc. , 2023, 145, 24191.

                                           研究方向三：结构解析理解分子筛构-效关系  

X-射线粉末精修确定分子筛中的酸性位点：硅铝分子筛中的铝落位是分子筛催化领域的研究重点和难点。我们可以运用X-射线粉末精修研究分子筛原粉和吸附探针分子的分子筛中的主客体化学，从而确定硅铝分子筛中的铝落位。更加有意思的是，我们发现对于具有FER拓扑结构的硅铝分子筛中的铝落位，不随结构导向剂的改变而发生改变，被称之为“铝的受限落位”。

Chin. J. Catal., 2021, 42, 2078

三维电子衍射解析高效丙烷丙烯吸附剂：利用先进的三维电子衍射技术，从原子层面直接解析出一种含有序硅羟基排布的新型纯硅沸石分子筛的晶体结构，其规则分布的硅羟基与独特的椭圆形八元环孔口结构息息相关。研究人员通过调变焙烧条件，在有效去除有机结构导向剂的同时保留了分子筛中有序硅羟基结构，实现了丙烷/丙烯高效分离，并从结构角度揭示了有序硅羟基和独特的椭圆形八元环孔口对丙烷/丙烯的分离作用机制。

J. Am. Chem. Soc., 2023, 145, 6853.