如何准确识别多孔材料中“住客”物质的种类

主-客体化学在催化、分离和传感等领域应用广泛，但如何在微孔晶体（如沸石）框架内明确识别客体物种，始终是核心难题。近年来，低剂量相位衬度电子显微技术虽实现了客体结构的实空间成像，但标准单边带（SSB）叠层成像方法易因非理想对比度传递而产生孔道内的虚假信号（artefactual in-pore contrast），导致客体识别结果不可靠。本文针对该缺陷，开发了一种基于高斯窗函数调制的单边带电子叠层成像方法（Gaussian-apodized single-sideband ptychography，简称GASSB）。该方法通过抑制点扩散函数（PSF）的旁瓣效应，显著削弱假象对比度，获得化学意义明确的相位图像。研究团队将该方法应用于重要催化体系Co–ZSM-5沸石，成功实现对孔道内钴-氧团簇的无偏识别——不仅确认了钴物种优先占据特定晶格位点（如T6/T12），还首次揭示了此前未被报道的沸石骨架限域金属活性中心结构。全部结果均得到互补的电子衍射与光谱分析（如TOF-SIMS）验证。该技术突破不仅解决了长期困扰微孔材料表征的假象干扰问题，更有望推广至各类晶体多孔材料，高保真地可视化其内部局域不均匀性（如缺陷、掺杂、界面等），推动先进功能材料的理性设计与优化。