近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（原中国科学院武汉物理与数学研究所）徐君和邓风研究团队在γ-Al2O3氧物种微观结构研究方面取得新进展，利用35.2 T（1.5GHz）的超高强磁场，结合所发展的先进二维固体NMR谱学方法揭示了γ-Al2O3表面和体相中氧物种的结构及其空间关联。
γ-Al2O3一种十分重要的催化剂和催化剂载体，目前被广泛应用于乙醇脱水、丙烷脱氢、异构化、烷基化和催化裂化等工业催化过程中。γ-Al2O3上氧原子的形态（如羟基或缺陷）和配位状态影响其局部环境和表面性质（酸碱性），进而影响其催化性能，因此对氧物种的表征是深入了解其结构和物理化学性质以及进行性能优化的基础。如今17O NMR谱学正逐渐成为表征氧化物材料的一种有效的手段，然而，17O NMR研究常常受到核四极相互作用（I = 5/2）、相对较低的旋磁比（γ = −5.774 MHz T-1）和极低的17O丰度（0.037%）等多重因素的制约。精测院研究团队在前期工作中曾利用动态核极化表面增强（DNP-SEN）NMR技术结合17O同位素富集方法在γ-Al2O3上获得了17O NMR信号的两个数量级的增强，实现了对其表面氧物种的直接观测（Phys. Chem. Chem. Phys., 2018, 20, 17218）。尽管同位素富集能够一定程度上解决17O NMR观测灵敏度低的问题，然而对各种氧物种空间关联的NMR观测仍然是一个巨大的挑战，迄今尚未见报道。
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Mapping the oxygen structure of γ-Al2O3 by high-field solid-state NMR spectroscopy
Qiang Wang, Wenzheng Li, Ivan Hung, Frederic Mentink-Vigier, Xiaoling Wang, Guodong Qi, Xiang Wang, Zhehong Gan, Jun Xu, Feng Deng
Nat. Commun., 2020, 11, 3620, DOI: 10.1038/s41467-020-17470-4
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