沸石分子篩進(jìn)行脫鋁改性修飾后其催化性能現(xiàn)象
更新時(shí)間：2021-03-19 點(diǎn)擊次數(shù)：735次
自從人們發(fā)現(xiàn)對(duì)y沸石分子篩進(jìn)行脫鋁改性修飾后其催化性能得到顯著提高的現(xiàn)象以來(lái)，沸石分子篩脫鋁修飾的機(jī)理一直吸引了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是由于缺乏有效的表征手段，對(duì)于脫鋁分子篩中非骨架鋁的結(jié)構(gòu)、各種活性鋁物種的空間鄰近性和相互作用等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題一直都不很清楚。
沸石分子篩是結(jié)晶鋁硅酸金屬鹽的水合物，其化學(xué)通式為：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表陽(yáng)離子，m表示其價(jià)態(tài)數(shù)，z表示水合數(shù)，x和y是整數(shù)。沸石分子篩活化后，水分子被除去，余下的原子形成籠形結(jié)構(gòu)，孔徑為3～10Å。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多同直徑的孔（也稱(chēng)“窗口”）相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部，而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。
二維27al雙量子魔角旋轉(zhuǎn)(dq-mas)技術(shù)是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的一種能夠探測(cè)al-al原子空間鄰近性(核間距離)的固體nmr實(shí)驗(yàn)新技術(shù)。但是由于27al dq-mas nmr實(shí)驗(yàn)本身的檢測(cè)靈敏度很低，其應(yīng)用一直受到限制。
在前期工作中，鄧風(fēng)研究組和與法國(guó)里爾科技大學(xué)的jean-paul amoureux研究組合作，通過(guò)設(shè)計(jì)新的脈沖序列和相位循環(huán)，發(fā)展了一種能使檢測(cè)靈敏度得到3倍增強(qiáng)的二維27al dq-mas固體nmr新技術(shù)。
利用該新技術(shù)和波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的800mhz高場(chǎng)核磁共振實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，鄧風(fēng)研究組*得到了y沸石分子篩的二維高分辨27al dq-mas nmr譜，并觀測(cè)到了脫鋁y分子篩中各種活性鋁物種的空間鄰近性以及非骨架鋁物種隨著脫鋁程度增加的演化過(guò)程，揭示了y沸石分子篩脫鋁修飾的機(jī)理。
這些研究結(jié)果從另一個(gè)角度證實(shí)了該研究組先前提出的在脫鋁分子篩中不同活性心之間存在協(xié)同作用使得催化性能增強(qiáng)的觀點(diǎn)，同時(shí)也將為沸石分子篩催化劑的脫鋁修飾和改性提供一定的指導(dǎo)。所發(fā)展的靈敏度增強(qiáng)的二維27al dq-mas固體nmr新技術(shù)也可以用于其它類(lèi)型沸石分子篩和各類(lèi)含鋁功能材料的研究。
Y沸石分子篩是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用得泛的分子篩催化劑之一。自從人們發(fā)現(xiàn)對(duì)Y沸石分子篩進(jìn)行脫鋁改性修飾后其催化性能得到顯著提高的現(xiàn)象以來(lái)，沸石分子篩脫鋁修飾的機(jī)理一直吸引了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是由于缺乏有效的表征手段，對(duì)于脫鋁分子篩中非骨架鋁的結(jié)構(gòu)、各種活性鋁物種的空間鄰近性和相互作用等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題一直都不很清楚。
二維27Al雙量子魔角旋轉(zhuǎn)（DQ-MAS）技術(shù)是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的一種能夠探測(cè)Al-Al原子空間鄰近性（核間距離）的固體NMR實(shí)驗(yàn)新技術(shù)。但是由于27Al DQ-MAS NMR實(shí)驗(yàn)本身的檢測(cè)靈敏度很低，其應(yīng)用一直受到限制。在前期工作中，鄧風(fēng)研究組和與法國(guó)里爾科技大學(xué)的Jean-Paul Amoureux研究組合作，通過(guò)設(shè)計(jì)新的脈沖序列和相位循環(huán)，發(fā)展了一種能使檢測(cè)靈敏度得到3倍增強(qiáng)的二維27Al DQ-MAS固體NMR新技術(shù)（J. Magn. Reson. 2009, 200, 251）。利用該新技術(shù)和波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的800MHz高場(chǎng)核磁共振實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，鄧風(fēng)研究組*得到了Y沸石分子篩的二維高分辨27Al DQ-MAS NMR譜，并觀測(cè)到了脫鋁Y分子篩中各種活性鋁物種的空間鄰近性以及非骨架鋁物種隨著脫鋁程度增加的演化過(guò)程，揭示了Y沸石分子篩脫鋁修飾的機(jī)理。這些研究結(jié)果從另一個(gè)角度證實(shí)了該研究組先前提出的在脫鋁分子篩中不同活性心之間存在協(xié)同作用使得催化性能增強(qiáng)的觀點(diǎn) (J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11161; J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 14486; Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 3895)，同時(shí)也將為沸石分子篩催化劑的脫鋁修飾和改性提供一定的指導(dǎo)。所發(fā)展的靈敏度增強(qiáng)的二維27Al DQ-MAS固體NMR新技術(shù)也可以用于其它類(lèi)型沸石分子篩和各類(lèi)含鋁功能材料的研究。
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