中山大學(xué)劉小龍課題組報道了通過應(yīng)用固體核磁共振技術(shù)分析硅鋁及磷鋁分子篩晶化過程中有機胺的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用。
由于分子篩具有廣泛的用途和獨特的性質(zhì)，而這些都與分子篩獨特的孔道結(jié)構(gòu)有關(guān)，這使得許多研究者致力于分析分子篩獨特的孔道結(jié)構(gòu)形成的機理，即理解分子篩的晶化機理。了解分子篩的晶化機理對控制分子篩的理化性質(zhì)和催化功能有重要的理論指導(dǎo)意義和工業(yè)應(yīng)用價值。
研究者往往很難觀察到分子篩結(jié)晶過程的相關(guān)信息，原因之一是分子篩材料一般是在水熱條件下制備的，整個反應(yīng)過程都是在“黑箱”高壓釜中進(jìn)行的。在本文中，我們用2D DQ-SQ 1 H NMR技術(shù)研究了沸石中TMAda+分子與SiO-…H-OSi氫鍵之間的空間相關(guān)性。2D DQ-SQ 1 H NMR結(jié)果清楚地表明，在沸石SSZ-13和ITQ-1結(jié)構(gòu)中，TMAda+陽離子和SiO-…H-OSi氫鍵之間有特定的空間相關(guān)性，這表明TMAda+陽離子與負(fù)電荷中心(如SiO-…H-OSi氫鍵)之間的靜電相互作用指導(dǎo)了結(jié)晶過程。因為SiO-…H-OSi氫鍵的位置對應(yīng)于引入的T3+ 雜原子，因此了解SiO-…H-OSi氫鍵的位置對于掌握催化反應(yīng)活性位點至關(guān)重要。 有機胺和有機銨陽離子均可作為合成AlPO4-n和SAPO-n分子篩的有機胺結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，但它們的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用對許多化學(xué)家來說仍是一個謎。SAPO-11和SAPO-34的2D DQ-SQ 1 H NMR譜圖結(jié)果證明兩種有機胺在每個晶胞中以氫鍵連接,這表明通道中有機胺之間氫鍵的形成是最終形成分子篩孔道結(jié)構(gòu)的驅(qū)動力。但是，對于如TEA+陽離子等有機銨離子，分子篩的形成是由框架內(nèi)OSDA分子和負(fù)電荷結(jié)構(gòu)(PO2(OH)2)之間的靜電相互作用決定的。我們的研究結(jié)果豐富了對分子篩結(jié)晶機制的理解，并且提供了對有機胺分子的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用的新見解。 論文信息： Structure Directing Roles of Organic Molecules in the Formation of Aluminosilicate and Aluminophosphate Molecular Sieves Revealed by 2D 1H DQ‐SQ NMR Spectroscopy Xiaolong Liu, Fangyan Liu, Biao Wang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202003892 Chemistry – A European Journal
