稀な有機アドソーバートの影響が,表面積が低いシリケートの水分化に及ぼす影響

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 表面化学について
• スペクトロスコーピーは,スペクトロスコーピーを用います.

背景:

• シリケート表面での有機分子と水の吸収は,溶解,水分化,結晶化速度に影響する.
• 異質な表面での低濃度でのこれらの相互作用を理解することは,産業用アプリケーションにとって非常に重要です.

研究 の 目的:

• シリケート表面に吸収された有機分子 (砂糖,リン酸) の分子レベルの構造,組成,およびサイト固有の相互作用を初期水分化段階で決定する.
• これらの稀な有機種が,表面積が小さいシリケート粒子の水分化に与える影響を調査する.
• DNP強化の固体NMRの有用性を,低表面積の材料の薄く吸収された種を分析するために実証する.

主な方法:

• 信号の感受性を高めるために,表面強化の固体核磁気共振 (DNP) 技術を活用した.
• 採用されているDNP強化の2Dヘテロ核相関 (29Si{1H},13C{1H},31P{1H}) と1D (29) Si{13C}の回転エコー二重共振NMR.
• 低表面積 (∼1 m) のシリケート粒子の表面積 (∼1 m) /gのシリケート粒子の表面積 (∼0.1% 体重) の砂糖とリン酸種を研究した希釈量 (∼0.1% 体重).

主要な成果:

• サクロースとフォスフォン酸の両方が,シリケート粒子の水分化を劇的に遅らせました.
• サクラロースは水素結合によって水素化および非水素化シリケート部位で吸収され,表面Ca2+) カチオンを含む静電相互作用が行われます.
• リン酸は静電的に吸収され,表面カルシウム部位の近くでCa2+) -リン酸塩複合体を形成する.

結論:

• 稀な有機分子は,その構造と相互作用に依存する異なる吸収機構を通じて,シリケート水分化を阻害する.
• DNP強化のNMRは,薄く吸収された分子とその相互作用を,表面積が小さい,工業的に重要な材料で特徴付けるための実行可能で強力な技術です.