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低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究
更新時間:2022-06-30   點擊次數(shù):924次

低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究

什么是活化能?

活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。對基元反應(yīng),活化能即基元反應(yīng)的活化能。對復(fù)雜的非基元反應(yīng),反應(yīng)活化能是總包反應(yīng)的的表觀活化能,即各基元反應(yīng)活化能的代數(shù)和。

低場核磁在多孔材料活化能方面的應(yīng)用

低場核磁共振弛豫時間被證明是飽和液體的多孔材料中吸附質(zhì)-吸附劑相互作用的*探針??v向和橫向弛豫時間之比(T1/T2)與吸附質(zhì)-吸附劑相互作用能(活化能)有關(guān),可以引入一個基于弛豫時間之比的定量度量(ES)來表征這種表面相互作用的強(qiáng)度(活化能)。

低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究

多孔介質(zhì)中液體的表面相互作用非常重要,特別是在多相催化領(lǐng)域,理解表面相互作用的能力對于高效合理的催化劑設(shè)計至關(guān)重要。探測液體飽和多孔介質(zhì)中的液體-表面相互作用尤其具有挑戰(zhàn)性?,F(xiàn)有方法都有局限性,并且沒有一個能夠在實際反應(yīng)條件下無損地探測催化劑表面分子的行為。

使用低場核磁共振弛豫測量的優(yōu)點

相比高場核磁,弛豫測量對吸附相互作用的表征不依賴于NMR線型和“峰位”(與多孔介質(zhì)中的液體或化學(xué)位移相關(guān)的實際峰位,可能受吸附質(zhì)-吸附劑相互作用以外的因素影響)。

自旋晶格與自旋-自旋弛豫時間之比(T1/T2)可直接與脫附活化能有關(guān),脫附活化能表征了吸附劑表面上*強(qiáng)的吸附位點,可以由程序升溫脫附(TPD)方法確定。

低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究

低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究基本原理:

溫度升高時活化能會發(fā)生變化。核磁共振弛豫技術(shù)已成為研究飽和多孔介質(zhì)中液體表面相互作用的一種非侵入性、化學(xué)敏感的分析技術(shù)。由于分子運動性的變化,當(dāng)液體分子吸附在固體表面時,檢測到的T1和T2弛豫時間都會縮短;在自由液體中,T1約等于T2。T1和T2都受到被吸附分子(表面水分子)旋轉(zhuǎn)相關(guān)時間變化的影響。然而,T2進(jìn)一步受到與表面擴(kuò)散相關(guān)的平移相關(guān)時間的影響。因此,當(dāng)分子吸附在表面上時,其平移和旋轉(zhuǎn)動力學(xué)的變化對T2的影響大于T1,導(dǎo)致T1>T2。

低場核磁共振技術(shù)用于溫度升高時活化能研究

T1/T2值表明了同一催化劑中不同液體表面相互作用的相對強(qiáng)度。T1/T2比率可以用作表面親和力的定性描述,并可以進(jìn)一步反映出溫度升高時活化能的變化。

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