NSR观点 | 分子筛中的表面扩散，如何研究它，如何平衡它？
The following article is from 中国科学杂志社 Author 《国家科学评论》
近年来，有两种改造分子筛晶粒以提升催化效率的方案：分子筛晶粒纳米化，或使用等级孔结构。这两种方案都缩短了晶粒内部的微孔孔道长度，使物料分子的构型扩散距离减少，从而提高催化效率。但是与此同时，纳米或等级孔结构的构筑过程也显著改变了分子筛的表面形态。有研究认为，这会使分子筛的表面传质阻力（surface barrier）明显增大，使物料分子更容易被吸附在晶粒表面，或者反复进入晶粒内部，从而影响整体扩散效率。
最近，中国石化集团公司谢在库教授团队在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）发表观点文章，对分子筛中表面扩散相关问题进行了介绍、分析和展望。上海石油化工研究院周健研究员和王仰东教授以及美国马萨诸塞大学安姆斯特分校（UMass Amherst）范炜教授是论文的共同作者，中国石化集团公司谢在库教授为通讯作者，该研究得到了国家重点研发计划和上海市科技启明星等基金项目的资助。
文章首先分析了表面扩散的行为特征和作用机制，从多个角度（发生位置、活化过程、传递形式、对催化性质的影响规律、自身所遵守的定量规律等）详细对比了表面扩散过程与传统的多相扩散过程。结合工业催化实践，文章阐述了消除表面扩散的具体措施，指出工业分子筛催化剂的努力方向是在减弱表面扩散的同时，达到新的总体扩散优势平衡。
分子筛表面扩散的影响（a）与消除方式之一：加入惰性物质（b）
关于分子筛中表面扩散的未来研究方向，文章认为至少有以下几点：
利用不同分子在分子筛催化剂的表面吸附和扩散行为的差异，实现目标产物的催化选择性。
在表面扩散的测量研究中，需要重点关注基于谱学特征、重量或者浓度变化等方法或多种手段的组合方法，从而实现对高浓度条件下表面扩散行为的原位研究。
基于探针分子反应，建立表面扩散研究的测量标准。
文章信息
The essential mass transfer step inhierarchical/nano zeolite: Surface diffusion
https://doi.org/10.1093/nsr/nwz208