Effect of Al/Si Substitutions and Silanol Nests on the Local Geometry of Si and Al Framework Sites in Silicone-Rich Zeolites: A Combined High Resolution Al-27 and Si-29 NMR and Density Functional Theory/Molecular Mechanics Study

0336493 - ÚFCH JH 2010 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Dědeček, Jiří - Sklenák, Štěpán - Li, Chengbin - Gao, Fei - Brus, Jiří - Zhu, Q. - Tatsumi, T.
Effect of Al/Si Substitutions and Silanol Nests on the Local Geometry of Si and Al Framework Sites in Silicone-Rich Zeolites: A Combined High Resolution Al-27 and Si-29 NMR and Density Functional Theory/Molecular Mechanics Study.
[Efekt Al/Si substituce a silanolových hnízd na lokální geometrii Si a Al skeletálních míst v křemíkem bohatých zeolitech: kombinovaná studie využívající vysoko rozlišenou 27Al a 29Si NMR spektroskopii a DFT/molekulovou mechaniku.]
Journal of Physical Chemistry C. Roč. 113, č. 32 (2009), s. 14454-14466. ISSN 1932-7447. E-ISSN 1932-7455
Grant CEP: GA AV ČR IAA400400812; GA AV ČR IAA400400908; GA AV ČR IAA400400904; GA ČR GA203/09/1627; GA AV ČR KAN100400702
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40400503; CEZ:AV0Z40500505
Klíčová slova: ab-initio calculation * NMR spectroscopy * DFT/MM
Kód oboru RIV: CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Impakt faktor: 4.224, rok: 2009

We employed Si-29 and Al-27 (3Q) magic-angle spinning (MAS) NMR spectroscopy and density functional theory/molecular mechanics (DFT/MM) calculations to investigate the effect of Al/Si substitutions and the presence of silanol nests on the Si-29 and Al-27 NMR parameters as well as the local geometry Of SiO4 and AlO4- tetrahedra of the nearest and next-nearest neighboring Si and Al atoms. The silicon-rich zeolite of the chabazite structure (Si/Al 38) was chosen for this study as a representative model of silicon-rich zeolites since it exhibits a low number of distinguishable T sites. Our computational results show the following: (1) Al atoms can occupy three different crystallographic T sites in the framework of chabazite (Si/Al 38). This result is in agreement with two observed Al-27 NMR resonances. (II) An Al/Si substitution causes a downshift of the Si-29 chemical shift of the nearest neighboring Si atoms (Al-O-Si) by 4-11 ppm...

Použili jsme 29Si and 27Al (3Q) MAS NMR spektroskopii a DFT/MM výpočty, abychom vyšetřovali efekt Al/Si substitutce a přítomnosti silanolových hnízd na 29Si and 27Al NMR parametry stejně tak i na lokální geometrii SiO4 and AlO4- tetrahedrů pro nejbližší a následujíci nejbližší sousední Si and Al atomy. Křemíkem bohatý zeolit chabazitové struktury (Si/Al 38) byl vybrán pro tuto studii jako reprezentativní model křemíkem bohatého zeolitu, neboť má nízký počet rozlišitelných T poloh. Naše výpočty ukazují, že Al atomy mohou obsazovat tři různé krystalograficé T polohy ve skeletu zeolitu chabazitu (Si/Al 38). Tento výsledek je v souhlasu se dvěma pozorovanými 27Al NMR resonancemi. Al/Si substituce způsobuje downshift 29Si chemického posunu nejbližšího sousedního Si atomu (Al-O-Si) o 4 až 11 ppm. Efekt vzdálenější Al/Si substituce (Al-O-Si-O-Si) je významně menší (downshift do 2 ppm).
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0180713