Y型沸石脱铝机制和铝状态的NMR研究

对Y型沸石原粉及几种不同脱铝样品进行了几种不同NMR方法的测量,确定了不同处理过程的脱铝机制和骨架内外铝状态的变化,²⁹Si MAS NMR谱给出了骨架Si、Al分布的信息,反映了不同方法处理样品其脱铝机制的差异,据此可以控制Y沸石脱铝过程获得更高的硅铝比,²⁷Al MAS NMR谱、二维章动NMR及¹H-²⁷Al CP/MAS NMR测量表明:水热处理的Y沸石中存在4种不同的铝状态。综合²⁹Si和²⁷Al MAS NMR观测,可相当程度地推断Y型沸石分子筛脱铝改性所发生的内部过程。     

丝光沸石的Monte Carlo研究：Ⅲ.酸性与骨架Al—Al次邻分布的关联

基于“酸位效率参量”的定义，对Ｂａｒｔｈｏｍｅｕｆ定义的铝原子酸效率参量αｏ作出诠释。强调αｏ不仅是铝浓度赖而且是样品铝分布状态依赖的。具有相同Ｓｉ／Ａｌ的丝光沸石原粉与经历过脱铝的丝光沸石，二者骨架硅，铝分布有很大区别。根据＾２＾９ＳｉＭＡＳＮＭＲ拟谱我们曾推断丝光沸石的强酸位更易于从骨架解脱，并进一步予言脱铝丝光沸石所进行的氨ＴＰＤ实验所获二者的酸量及酸量／铝原子含量比率的数据。     

丝光沸石的Monte Carla研究：Ⅱ.脱铝丝光沸石的骨架硅,铝分布

以马尔可夫链近似模拟线光沸石脱铝过程，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法计算脱铝丝光沸石中骨架Ｓｉ－Ａｌ近邻分布｛Ｓｉ（ｎ－Ａｌ）；ｎ＝０－４｝和Ａｌ－Ａｌ次部分布｛Ａｌ（ｍ－Ａｌ）；ｍ＝０－３｝随铝浓度的演化。为使Ｓｉ－Ａｌ近邻分布与对脱铝丝光沸石样品的＾２＾９ＳｉＭＡＳＮＭＲ观测相符，而得到丝光沸石弱酸铝易于解脱的结论，这个结构与八面沸石弱酸铝易于解脱相反。根据计算丝光沸石脱铝的开始阶段，强酸中心...     

用Monte-Carlo方法研究八面沸石的脱铝过程

八面沸石中的骨架铝可按其环境次邻位上出现的铝数分为4类。环境无次邻铝的铝离子形成分子筛的强酸中心;周围有1至3个次邻铝的铝离子形成的酸中心酸性较弱,与前者相比易于从骨架上解脱。基于一级动力学近似,用Monte-Carlo方法模拟八面沸石脱铝过程,得到4种类型铝离子的数目随硅铝比改变而演化的规律。预计硅铝比在6.68附近,脱铝八面沸石中的强酸中心数目达到极大值;如果强、弱酸中心铝离子的解脱速率差别较大,则脱铝八面沸石中强酸中心浓度较高。 关键词：     

焙烧对HL沸石结构的影响

运用MAS NMR研究了焙烧对HL沸石结构的影响. 结果表明,高温焙烧将引起HL沸石骨架的脱铝,当焙烧温度高于650 ℃后,沸石骨架脱铝明显;²⁷Al MAS NMR谱表明,从沸石上脱下来的铝,部分形成了NMR不可测的无定形态,且随焙烧温度的升高,NMR不可测铝增多.     

改性丝光沸石结构研究

通过红外光谱、X射线衍射和差热分析研究表明 ,丝光沸石经铝代硅改性后 ,仍然保留丝光沸石晶格构造。但是 ,由于出现过剩负电荷 ,Na ,K 等阳离子补偿到晶格中 ,导致由阳离子的水合作用定位结合的结晶水增多。铝代替硅的另一结果是丝光沸石单位晶胞体积扩大 ,导致丝光沸石中的空穴体积也增大 ,使其吸附容量增加。     

抑制β沸石骨架脱铝的焙烧研究

研究了因焙烧过程升温速率对β沸石模板剂的热分解过程的影响 ,不同升温速率下Naβ沸石焙烧的尾气组成 ;还测定了Naβ沸石的TG -DTG谱 ,40 0℃下Naβ沸石的FTIR谱图 ,以及在不同温度下焙烧 4h后的XRD谱图及2 9Si、2 7Al的NMR结果 .根据这些结果 ,提出了分段焙烧脱胺方法 ,使有机胺在 2 6 0～ 42 0℃间的两个恒温段充分发生Hofmann降解反应 ,从而使分解产生的乙烯和水蒸气能够随空气流自然排出焙烧体系 ,可使焙烧过程中产生的热能得到分阶段逐步地释放 ,同时可避免高温下沸石骨架水热脱铝的负作用 ,得到骨架脱铝少、结晶度高的脱胺 β沸石 .     

五配位铝强化硅铝固体酸的固体核磁共振研究

Brønsted酸（B酸）是无定型硅铝（ASAs）表面最重要的催化活性位点.通常认为B酸位的形成只依赖于不饱和四配位铝（Al^IV）,且仅具有弱B酸性.通过合成五配位铝（Al^V）富集的ASAs能够大幅提升高铝硅比（Al/Si）时的B酸含量及强度,克服传统Al^IV富集的ASAs的酸性强化瓶颈.本文介绍了Al^V在ASAs酸性强化及合成单原子催化剂中的重要作用.通过采用多种二维固体核磁共振（SSNMR）及原位质子NMR技术,证明了Al^V能够大量富集在ASAs表面,着重介绍了两种基于Al^V的新B酸位的形成机制,并阐明了Al^V诱导单原子催化剂在ASAs表面形成的机理.     

六氟硅酸铵后处理对H-ZSM-5分子筛酸性影响的固体NMR研究

本文利用固体核磁共振（NMR）实验对六氟硅酸铵（AHFS）溶液洗涤前后H-ZSM-5分子筛上铝物种变化引起的酸性改变进行了研究.结果显示经AHFS洗涤处理后，分子筛上构成Brøsted酸的骨架四配位铝物种会部分减少；具有Lewis酸性的骨架三配位铝量在经AHFS脱铝处理后少量降低；同时AHFS温和脱铝的方式主要会引起分子筛上另一类具有Lewis酸性且含Al-OH的铝物种大量减少，从而导致处理后分子筛整体酸性的显著改变.     

固体核磁共振结合密度泛函理论计算研究SSZ-39分子筛的钠离子落位与铝分布

具有AEI结构的SSZ-39分子筛的骨架外阳离子落位和铝分布对其催化性能影响显著.AEI笼中有三个结晶学不等价位，且铝取代T位具有一定的倾向性.本文结合固体核磁共振（NMR）技术（²⁷Al/²³Na MQ MAS NMR），以及密度泛函理论（DFT）计算，研究了不同硅铝比Na-SSZ-39分子筛中的Na⁺落位和铝分布.在孤立铝分布的情况下，铝原子优先占据于T3位，Na⁺主要落位于AEI笼中的SIIa0和SIII'a0位点上，其中SIII'a0位点的优先度较高，此外少部分Na⁺还落位于六棱柱内部的SIa0.当铝对存在时，AlSiSiAl分布的铝对占据六元环的对位（T3-T3），对应的Na⁺分别落位于SIIa1和SⅢ'a1位点.随着分子筛结构的部分破坏，游离的Na⁺可能形成明显的SIII'b位点.本文可加深对SSZ-39分子筛构效关系的理解，为更好地调控催化性能奠定基础.     

丝光沸石催化剂的固体高分辨核磁共振研究

利用²⁹Si MAS NMR及²⁷Al MAS NMR技术研究了丝光沸石催化剂制备过程中的结构变化,并利用Al的四极作用大小来区分重叠在一起的不同的Al物种.     

Mixed domain models for the distribution of aluminum in high silica zeolite SSZ-13

High silica zeolite SSZ-13 with Si/Al ratios varying from 11 to 17 was characterized by aluminum-27 and silicon-29 NMR spectroscopy. Aluminum-27 MAS and MQMAS NMR data indicated that in addition to tetrahedral aluminum sites, a fraction of aluminum sites are present in distorted tetrahedral environments. Although in samples of SSZ-13 having high Si/Al ratios all aluminum atoms are expected to be isolated, silicon-29 NMR spectra revealed that in addition to isolated aluminum atoms (Si(1Al)), non-isolated aluminum atoms (Si(2Al)) exist in the crystals. To model these contributions of the various aluminum atoms, a mixed-domain distribution was developed, using double-six membered rings (D6R) as the basic building units of SSZ-13. A combination of different ideal domains, one containing isolated and the other with non-isolated aluminum sites, has been found to describe the experimental silicon-29 NMR data.     

典型高分子材料的固体核磁共振研究

本论文通过固体核磁共振（NMR）谱及动力学参量的测量,并结合X-射线衍射技术和DSC测量等研究了两种典型高分子材料的相结构、链的运动以及相与相之间的关系.  乙烯-醋酸乙烯共聚物( EVA) 是最主要的乙烯共聚物之一. 研究发现,EVA的相组成非常复杂,共有5个不同的组分. 除了PE中所观察到的常规单斜晶相和刚性的正交晶相外,我们发现还存在第三个晶相分量－运动性较强的晶相（SOCP,可能是转动相）. 它不仅拥有自己的熔点,而且它的化学位移和分子运动性不同于刚性正交晶相（LOCP）. 另一方面,非晶相也由两种不同的分量组成：运动受限的各相异性的非晶界面相和高度可动的橡胶型的非晶相. 我们进一步详细研究了EVA中的晶区链动力学和非晶区的低温冻结行为. 实验发现,在正交晶相中,高分子链以180° flip-flop方式运动,同时伴随沿链方向的平移型跳跃运动,并引起正交晶相和非晶相之间的长程链扩散,通过NOE的测量证实了这种相间链扩散的存在,并进一步通过实验证实这种相间链扩散是一种受限扩散而不是自由扩散. 同时非晶相的两个组分具有不同的低温冻结行为：当温度低于-弛豫转变温度时,橡胶型的非晶相中的长程分子运动被冻结,但仍存在分子的局域运动;而界面非晶在低温时冻结成一种有序取向结构,并用质子自旋扩散实验证实该有序结构与正交晶相相邻近.  少量纳米级片层状粘土分散在聚合物中就可赋予材料许多优异的性能,我们用固体NMR技术对EVA/REC复合材料的结构和其中粘土的分散性质进行研究,发现上述复合材料中所形成的晶体类型不仅依赖于各组分的性质还依赖于所形成的复合材料的类型.  偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物（P（VDF-TrFE））是最主要的铁电高聚物之一. 我们利用变温固体¹⁹F MAS NMR 谱及弛豫数据的测量详细研究了电子辐照对P(VDF-TrFE)共聚物的分子结构、构型、运动性以及相变等的影响. 发现,电子辐照不仅改变了分子链段的构型和运动性,同时也改变了局部分子化学结构. 电子辐照促使铁电相向顺电相(或者非晶相)转变,与此同时诱发了富含VDF和含-TrFE链段从全反式的构型到混合的反式-旁式构型的转变. 电子辐照加剧顺电区域中的分子运动而在高温熔融态中(>100 ℃）,分子的运动反而受限.     

Solid-state F NMR investigation of poly(vinylidene fluoride) with high-power proton decoupling

The use of high-power proton decoupling has enabled highly-resolved spectra of fluorine polymers to be recorded, as is exemplified herein for semicrystalline poly(vinylidene fluoride) (PVDF). By means of high MAS speeds (up to 17 kHz), the spinning sidebands are removed from the whole of the relevant chemical shift range. For spectra of the crystalline regions of the polymer, the high-power decoupling is necessary, though its effect is not large. Various relaxation techniques have been used to examine the semicrystallinity and the polymorphism of PVDF, with special pulse sequences used to discriminate between the various domains. Different chemical shifts have been observed for the signals of the amorphous and crystalline phases. Those of the more immobile parts cover a substantial range.     

变生锆石的29Si MAS NMR与红外光谱研究

关于锆石变生过程中SiO₄四面体行为的信息对于了解变生态结构及变生过程机理有重要意义。虽然有人推测,在变生过程中,伴随着ZrO₈多面体上氧空位的产生可能同时发生SiO₄四面体的聚合^[7],但迄今并无直接的实验证据证明这一假设。本文的²⁹Si MASNMR研究表明,在锆石变生的最初阶段,Si的局部结构环境没有明显的变化,但在中等变生程度的样品中,探测到Q³和Q⁴Si环境,这是一个有力的证据,支持随着变生程度增加SiO₄四面体发生逐步聚合的假设。红外光谱的结果也显示,变生锆石中可能有无定形的氧化硅畴存在。     

Use of SPAM and FAM pulses in high-resolution MAS NMR spectroscopy of quadrupolar nuclei

The merits of SPAM and FAM pulses for enhancing the conversion of triple- to single-quantum coherences in the two-dimensional MQMAS experiment are compared using (87)Rb (spin I=3/2) and (27)Al (I=5/2) NMR of crystalline and amorphous materials. Although SPAM pulses are more easily optimized, our experiments and simulations suggest that FAM pulses yield greater signal intensity in all cases. In conclusion, we argue that, as originally suggested, SPAM and FAM pulses are best implemented in phase-modulated whole-echo MQMAS experiments and that the use of SPAM pulses to record separate echo and antiecho data sets, which are then combined, generally yields lower signal-to-noise ratios.     

A Al MAS, MQMAS and off-resonance nutation NMR study of aluminium containing silica-based sol-gel materials

Aluminium containing hybrid materials were prepared via the sol-gel method using aluminium sec-butoxide complexed with ethylacetoacetate (Al(OBu^s)₂EAA or Al(OBu^s)₃/EAA mixtures). As silanes, phenyltrimethoxysilane (PhTMS) or phenyltriethoxysilane (PhTES), 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane (Glymo) and tetraethylorthosilicate (TEOS) were used. After room temperature drying of the samples the ²⁷Al single pulse excitation (SPE) magic angle spinning (MAS) NMR shows that octahedral (5 ppm) and tetrahedral (55 ppm) coordinated aluminium species are present in the materials. The relative amount of these two species depends on the preparation method. However, the Al(IV)/Al(VI) ratio is lower than 3 (typically 2.3) in all materials, indicating the presence of a small amount of an aluminate phase. Annealing of the samples at 100, 150 and 200 °C results in the formation of an extra signal at 30 ppm (peak maximum measured at 11.7 T). Based on the resonance frequency this signal is generally assigned to a pentahedrally coordinated aluminium species. Hydration/dehydration processes of annealed samples were studied with ²⁷Al SPE MAS NMR, multiple-quantum MAS NMR (MQMAS) and off-resonance nutation NMR. Upon hydration of the annealed sample the signal intensity around 30 ppm decreases in intensity and at the same time the intensity of the signal around 55 ppm increases by the same amount (tetrahedrally coordinated aluminium). The MQMAS spectra reveal that the signal around 30 ppm is not caused by a fivefold-coordinated aluminium species but mainly by tetrahedrally coordinated aluminium species in a distorted environment, experiencing large quadrupole induced shifts and small chemical shifts due to conformational changes in the polymeric network. From the MQMAS NMR spectra it can be concluded that the linebroadening observed in the ²⁷A1 MAS NMR spectra is due to both a distribution in isotropic chemical shifts and a distribution in quadrupole coupling constants (C_qcc = e²qQ/h). Hydration of the sample results in a decrease of the average C_qcc for the tetrahedrally coordinated aluminium from 6 to 4 MHz, whereas the average C_qcc of the octahedrally coordinated aluminium is hardly influenced (4 MHz). These MQMAS results are confirmed by off-resonance nutation experiments.     

金属间化合物Cu4Al纳米微粉的热稳定性研究

 对采用自悬浮定向流法制备的Cu4Al纳米微粉进行了差热分析(DTA)，发现在258,423和537 ℃存在不同量值的吸热峰。参照DTA曲线上吸热峰所对应的温度，分别对粉末样品进行了模拟退火实验，热处理后样品的X射线衍射（XRD）分析证实258和423 ℃处无结构相变发生，537 ℃处的吸热峰则对应于从Cu4Al向Cu₃Al的相转变，并且伴随着Cu₃Al晶粒的长大。对比实验结果表明，Cu₄Al纳米微粉在440 ℃以下具有非常好的热稳定性，超过537 ℃将发生结构相变。