Anwendungen der Doppelrotations- und Multiquanten-Messtechnik für Hochfeld-NMR-Untersuchungen an 17O-Kernen in porösen Festkörpern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt wurde mit einem negativen Ergebnis abgeschlossen. Es hat sich herausgestellt, dass man mit 17O NMR-Untersuchungen keine Information über die basischen Eigenschaften des Zeolithkatalysators in Wechselwirkung mit adsorbierten sauren Molekülen gewinnt. Die Gründe dafür beruhen nicht auf Grenzen der NMR-Methodik sondern auf der fehlenden Möglichkeit stabile und überschaubare Modellsysteme zu finden. Es erwies sich jedoch dass der Zeolith LSX eine unzureichende Stabilität gegenüber dem 17O-Eintausch und anschließender Säurebeladung hatte. Noch gravierender ist jedoch die geringe Stabilität der adsorbierten Säuren und deren Einfluss auf die Stabilität des Zeolithgerüsts für die Bearbeitung des Projekts. Durch Untersuchungen mit 1H, 27Al und 29Si MAS NMR wurde gezeigt, dass nur eine relativ geringe Beladung mit Säure zulässig ist. Der Effekt auf die 17O-Resonanz des Zeolithgerüsts ist aber proportional zur Konzentration der sauren Moleküle. Das ist ein wesentlicher negativer Punkt der vorliegenden Untersuchungen. Ebenfalls sehr nachteilig ist, dass nur für die Säuren Pyrrol und Ameisensäure in geringen Konzentrationen ausreichende Stabilität und geringe Schädigung des Zeolithgerüsts ergaben. Andere Säuren zeigten starke negative Effekte. Der dritte negative Punkt der Untersuchungen war bei der Vorbereitung des Projekts nicht ausreichend in Betracht gezogen worden. Nur ein Zeolith Na-LSX hat eine wohl definierte Besetzung aller Kationenpositionen durch Na+-Ionen. Bei dem Eintausch größerer Kationen, wie sie für die Verstärkung basischer Eigenschaften notwendig ist, ergibt sich eine unübersichtliche Verteilung der Besetzung einer Vielzahl möglicher Kationenpositionen und damit eine unübersichtliche Verteilung von chemischen Verschiebungen benachbarter Sauerstoffatome.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A practical comparison of MQMAS techniques. Solid State Nucl. Magn. Reson. 32 (2007) 99-108
J. Kanellopoulos, D. Freude, A. Kentgens
