分子筛作为一类具有独特微孔结构的结晶性材料,在吸附分离、离子交换、催化反应等工业领域占据重要地位,其结构解析是深入理解材料性能、优化应用效能的核心前提。传统分子筛结构解析依赖单晶X射线衍射等技术,然而多数分子筛合成后以多晶粉末形式存在,且晶体尺寸常小于5微米,导致传统方法难以获得有效衍射数据,成为制约分子筛研究与应用的关键瓶颈。青云瑞晶凭借自主研发的MicroED技术及完善的技术服务体系,为分子筛结构解析提供了创新性解决方案,打破了传统技术的局限,推动微纳尺度分子筛结构研究进入高效精准的新阶段。

一、分子筛结构解析的技术困境与行业需求
分子筛的核心价值源于其规整的微孔结构与独特的主客体相互作用机制,结构解析需精准确定原子排列、孔道尺寸、阳离子分布及客体分子结合方式等关键信息。传统解析技术中,单晶X射线衍射法虽能提供高分辨率结构数据,但对晶体尺寸要求严苛,需获得足够大的单晶样品,而多数工业应用中的分子筛因合成条件限制,仅能形成微纳尺度的多晶粉末,无法满足该技术的样品要求。
粉末X射线衍射法虽可用于多晶样品分析,但操作难度大、数据解析精度低,难以准确表征复杂的孔道结构与原子排布。此外,分子筛的主客体相互作用关系复杂,传统技术在解析分子筛与客体分子的结合模式时,往往受限于检测灵敏度与分辨率,无法精准捕捉微观层面的相互作用机制。
随着工业技术对分子筛材料性能要求的不断提升,亟需一种能够突破晶体尺寸限制、高效精准解析微纳尺度分子筛结构的技术方案。这一需求在新型分子筛材料研发、工业催化剂性能优化、吸附分离工艺升级等领域尤为迫切,成为推动分子筛结构解析技术革新的核心动力。
二、MicroED 技术:分子筛结构解析的突破性解决方案
青云瑞晶引入的MicroED技术,是基于冷冻透射电镜开发的新型结构解析技术,为解决微纳尺度分子筛结构解析难题提供了革命性路径。该技术通过电子束对微小晶体进行衍射,收集电子衍射数据并结合自主研发的数据分析软件进行解析,彻底打破了传统技术对晶体尺寸的依赖。
对于尺寸小于5微米的分子筛晶体,MicroED技术能够产生足够高的信噪比衍射信号,无需复杂的晶体培养过程,仅需1毫克以下的样品消耗量即可完成解析,大幅降低了样品制备的难度与成本。同时,该技术具备98%以上的解析成功率和100%的绝对构型解析能力,能够精准确定分子筛的原子排列、孔道结构及阳离子分布等关键信息。相比之下,传统粉末衍射技术虽可用于物相鉴定与初步分析,但在解析全新、复杂的分子筛晶体结构时,常面临衍射峰重叠严重、难以精修原子坐标等固有困难。MicroED技术从根本上克服了这一瓶颈。
青云瑞晶的MicroED技术优势不仅源于技术本身的创新性,更得益于完善的配套体系。公司拥有国际一流的冷冻电镜设备、自建的TEM平台和PXRD平台,无需机时排队,结合自研的超低电子剂量数据收集软件与高通量数据处理系统,实现了从样品制备到数据解析的全流程高效运转,最快可在24小时内交付初步结果,解析周期仅需3-5天,显著提升了研究效率。
值得注意的是,针对分子筛主客体结构关系复杂的问题,MicroED技术虽存在一定的应用限制,但在检测混合物中的次要相、确定纳米级单晶结构方面展现出独特优势。青云瑞晶的专家团队通过技术优化与方法创新,已成功突破部分限制,为分子筛材料的结构解析提供了更全面的解决方案。
三、青云瑞晶的技术实力与行业实践
作为MicroED技术应用的先行者,青云瑞晶的创始团队源自斯德哥尔摩大学MicroED技术的发明团队,具备深厚的技术积累与丰富的实践经验,已完成多篇Nature、Science主刊的结构解析工作,奠定了在行业内的技术领先地位。公司拥有数十种样品制备方法和配套设施,能够针对不同类型、不同形态的分子筛样品提供定制化的制备方案,确保样品在解析过程中保持原有结构特性。
在实际应用中,青云瑞晶已通过MicroED技术完成多个分子筛结构解析案例,其中最具代表性的是与华东师范大学吴鹏课题组合作的研究项目。研究团队从“纯”相晶体ECNU-21中,利用3D ED 术成功发现了新型未知晶体ECNU-23,并精准解析了其结构,随后通过技术优化成功制备出ECNU-23材料。这一成果不仅是利用3D ED技术发现和制备沸石材料新结构的首个实际案例,更证明了MicroED技术在分子筛新材料研发中的重要价值,为行业提供了全新的研究思路。
青云瑞晶已在MOFs、COFs、沸石、有机分子、无机材料等多个领域积累了丰富的解析经验,其中MOFs材料解析案例超100个,COFs和沸石材料各40余个,有机分子80余个,无机材料50余个。多样化的实践经验使得青云瑞晶能够应对不同类型新材料结构解析挑战,为客户提供符合国际学术标准的三维结构信息和辅助分析服务。
公司的专家团队不仅具备扎实的理论基础,更拥有丰富的实战经验,能够为客户提供样品评估、数据解析、结果解读的全流程专业支持。针对客户在分子筛结构解析过程中遇到的问题,团队能够快速响应并提供定制化解决方案,助力客户加快研究进程、提升研究成果质量。
分子筛结构解析的技术突破,是材料科学领域发展的重要缩影。青云瑞晶凭借MicroED技术的独特优势,为行业解决了关键技术难题,不仅彰显了企业的技术实力与创新精神,更为新材料研究与应用提供了强大支撑。在未来的发展中,随着技术的不断完善与应用场景的持续拓展,分子筛结构解析将迎来新的发展机遇,为工业升级与科技进步注入新的动力。









