近日，清华大学-鄂尔多斯实验室魏飞教授研究组和骞伟中教授研究组联合攻关，在Angew Chem Int Ed（德国应用化学）上发表论文，利用国际上最先进球差校正电镜技术（原位iDPC-STEM），观察到了分子筛孔道中酸性位（Al-T位点）与噻吩单分子的相互作用。噻吩分子比苯分子或吡啶分子尺寸更小，在ZSM-5分子筛孔道中可以自由旋转。其速度之快，极难被电子束捕捉与清晰观察。但是，因噻吩分子具有硫元素，能够与分子筛孔道形成O-H-S氢键，从而比苯、吡啶或对二甲苯等分子更易与分子筛建立起较强的相互作用。相关成键限制了噻吩分子在孔道中的自由旋转，使噻吩分子可以呈现出与电子束接近垂直的平面构型，从而可以利用最先进的电子束成像技术观察。另外，ZSM-5分子筛的0.5 nm 左右的孔道并不是无限对称的圆形截面，不同位置的Al-T位点呈现出不同的空间位阻，与噻吩分子形成氢键时的键角不同，形成氢键的机率也不同。这样就能够用噻吩分子极细微的空间构象来进行解析。研究表明，形成氢键机率从大到小的Al-T位点顺序为：T11>T12>T7>T1>T3>T9>T8>T2>T5>T6。相关研究既是分子筛电镜成像技术的突破，也是分子筛孔道与客体分子复杂相互作用的具体体现，为在皮米层次理解催化的本质以及控制产品选择性提供了新的方向。

本研究着眼于先进煤化工合成气制备烯烃或芳烃，以及CO₂加氢制备绿色航煤与绿色化学品的共性基础问题，得到清华大学-鄂尔多斯实验室项目资助。未来将借助于实验室功能更加强大的高端电镜研究平台深入研究。

文章第一作者王挥遒博士生（骞伟中教授组）获清华大学优秀博士学位论文奖及京博科技优秀博士三等奖。