NU-1000的数据验证了沈辞的孔径预测,但他没有停下来庆祝。
数据摆在那里,趋势明确,但还有一个问题他没想通——MIL-101的孔径是二点五纳米,比NU-1000大了一倍多,法拉第效率却更高。
这不符合他的“最优孔径”理论。
如果最优孔径在一点二纳米附近,二点五纳米应该更低才对。但数据说不是。
MIL-101的法拉第效率百分之十八,比NU-1000的百分之十六还高。
沈辞盯着那张孔径-性能图看了很久。
三个点:零点八三纳米,百分之十一;一点二纳米,百分之十六;二点五纳米,百分之十八。
曲线没有峰,一首在上升。他之前的假设可能是错的。
不是孔径最优,是孔径越大越好?但为什么?孔径越大,限域效应越弱,碳碳偶联应该更难。矛盾。
他打开MIL-101的晶体结构图,放大了看。
MIL-101的孔道不是简单的笼状或通道状,而是一种超西面体结构。
三个笼子通过一个窗口连接,窗口尺寸约零点八纳米,笼子尺寸约二点五纳米。
这种结构,既有限域效应(在笼子里),又有分子输运(通过窗口)。
而UIO-68是单一的笼状结构,窗口和笼子尺寸差不多,都是零点八纳米。
NU-1000是通道状结构,孔径均匀,没有明显的笼和窗口之分。
三种MOF,三种拓扑结构,三种性能。
沈辞在笔记本上画了一个对比表。
UIO-68:笼状,窗口=笼子,性能一般。
NU-1000:通道状,孔径均匀,性能较好。
MIL-101:超西面体,笼大窗小,性能最好。
结论可能是:笼状结构有利于碳碳偶联,但需要足够大的笼子空间,同时需要小的窗口来控制底物进出。
MIL-101正好满足这两个条件——笼子大(二点五纳米),窗口小(零点八纳米)。
UIO-68的笼子太小,底物进去了也转不开。NU-1000没有笼子,限域效应弱。
他把这个分析写成了三段话,发给了方旭。
方旭看完,回复:“你这个解释,比孔径理论更合理。MIL-101的性能优势来自它的超西面体拓扑结构,不是孔径。”
沈辞回复:“所以第西篇论文的核心创新点,应该从孔径改为拓扑结构。”
方旭沉默了一会儿,然后发了一条:
“你推翻了自己之前的假设。不心疼吗?”
沈辞想了想,回复:
“数据说了算。我错了,就改。”
方旭发了一个竖大拇指的表情。
下午,集训室。沈辞在讲概率题,台下坐了十几个人。他讲完一道题,让学生自己练习,然后走到窗边,拿出手机。
方旭发了一组新的电化学数据,是不同MOF的C2产物选择性对比。
UIO-68:C2选择性百分之三,主要是乙醇。
NU-1000:C2选择性百分之六,乙醇和乙烯各半。
MIL-101:C2选择性百分之十二,主要是乙烯。数据越来越有意思了。
MIL-101不仅法拉第效率高,C2选择性也高,而且产物从乙醇变成了乙烯。乙烯比乙醇更值钱,市场更大。
沈辞把数据存进第西篇论文的文件夹,然后给方旭发消息:“MIL-101的产物以乙烯为主。这个现象很新。文献里没人报道过。”
方旭回复:“我也注意到了。可能是笼子里的限域效应,促进了C-C偶联的深度还原。”
“需要DFT验证。我让刘博士算一下乙烯生成的能垒。”
沈辞打开邮箱,给刘博士发了一封邮件,附上了MIL-101的结构图和产物分布数据,请他计算从CO到乙烯的完整反应路径。
刘博士很快回复:“这个计算量很大,需要两周。”
沈辞回复了一个“好”字,然后走回白板前,继续讲课。陆鸣正在做一道概率题,看到沈辞回来,抬起头。
“你刚才在想什么?”
“论文的事。”
“你每天都在想论文的事。”
沈辞没有接话。他拿起粉笔,在黑板上写了一道新题。
晚上,沈辞回到宿舍,打开系统面板。怨念值又涨了一波。方旭的佩服、郑鸿的感激、刘博士的配合,都在为他创造怨念值。
他看了一眼数字,够一次高级抽奖了。他没有抽。他现在的状态不需要新能力,需要的是把第西篇论文的讨论部分写完。
他打开文档,把下午写的那三段分析扩充成了一千字。从孔径理论写到拓扑结构,从实验数据写到DFT预测。
最后他加了一句话:
“本研究首次揭示了MOF拓扑结构对CO2电还原产物分布的调控规律,为设计高选择性C2产物催化剂提供了新策略。”
写完之后,他读了一遍,改了几个词,然后保存。
方旭发来一条消息:
“第西篇的讨论部分,你写完了?”
“写完了。”
“发给我看看。”
沈辞把那段文字复制过去。方旭看完,沉默了一会儿,然后回复:
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