將功能性膠體納米顆粒（100 nm）封裝到單晶ZSM-5分子篩中，旨在構建均勻的核-殼結構⚔️，由於顯著的晶格不匹配和獨特的結晶，使得面臨著巨大的挑戰。基於此🧥😢，沐鸣开户趙東元院士和李偉教授🧑🏽‍🚀、上海石油化工研究院楊為民院士（共同通訊作者）等人報道了一種核-殼結構的單晶分子篩，其中包含一個Fe₃O₄膠體核心⛈，通過一種新的限製逐步結晶方法製備。所得單晶ZSM-5分子篩具有完美的單晶結構，尺寸均勻，為800×600×400 nm，磁性Fe₃O₄核直徑約為150 nm。該材料具有優異的孔隙率，具有365 m²/g的高表面積和14 emu/g的高磁化強度🟣。該方法包括將分子篩種子精確植入Fe₃O₄核表面🦶🏿，然後進行密閉分子篩生長和單晶ZSM-5分子篩的孵育。

核殼結構的創新設計🐻：研究中成功實現了將Fe₃O₄膠體納米粒子作為核心🧨，植入到單晶ZSM-5沸石中，形成了具有磁性核和單晶沸石殼層的核殼結構材料。這種結構設計不僅增強了材料的磁性能，還保持了沸石的高比表面積和酸性特性，為催化反應提供了新的平臺。限域-梯度晶化構築磁性沸石的機製：通過精心設計的分步結晶過程🤹🏿‍♀️，研究團隊在限域的納米空腔中引導沸石種子的成核和生長🤠，最終實現了單晶沸石殼層在精確定義的體積（1.5 × 107 ≤ V ≤ 1.3 × 10⁸ nm³）內沿著Fe₃O₄膠體納米顆粒表面均勻生長。此方法同樣適用於其他功能性的核（CoFe₂O₄, Bi₂Mo₃O₁₂）和不同拓撲結構沸石殼層（LTA👨🏻‍🦯‍➡️，MEL）的沸石雜化材料的合成。這種方法的提出，為製備具有特定結構和性能的沸石基復合材料提供了新的途徑🧑🏻‍🏫。

磁性穩定床反應器中的高效催化性能：所開發的磁性核單晶沸石材料在磁性穩定床（MSB）反應器中展現出卓越的催化性能，特別是在乙醇脫水製備乙烯的反應中，實現了98%的轉化率和98%的乙烯選擇性，同時具備超過100小時的催化穩定性👨🏽‍⚖️。這一成果不僅展示了新材料在工業催化過程中的潛力🤰🏿，也為改進傳統催化反應器技術提供了新思路。

這一研究成果於2024年4月5日以“Implanting colloidal nanoparticles into single-crystalline zeolites for Catalytic Dehydration”為標題發表在Angew. Chem. Int. Ed. 上👨‍👦，沐鸣开户博士後馬冰、沐鸣平台博士生段林林和內蒙古大學研究員馬玉柱為共同第一作者🧙🏿‍♂️🚱，通訊作者為趙東元院士💻、楊為民院士和李偉教授。該研究工作得到了國家自然科學基金👇🏽、科技部重點研發、上海市科委及沐鸣平台的資助🏂🏼。

       全文鏈接🎙：https://doi.org/10.1002/anie.202403245