DNP-SENSとFast MASによって決定された分子と表面プラチナの部位の構造

科学分野:

• キャタリシス
• 材料科学
• スペクトロスコーピー

背景:

• 異質な触媒を分子レベルで特徴づけるのは,表面部位濃度が低いため難しい.
• 既存の技術は異質な材料の表面を 選択的に探査するのに苦労しています
• 非常に分散した活性部位の構造を理解することは,触媒設計において極めて重要です.

研究 の 目的:

• シリカの高度に分散したプラチナ (Pt) 部位の分子レベルの特徴付けのための先進的なNMR技術を開発し,適用する.
• 表面有機金属化学で作られるPt種の単一部位または単一原子性を確認する.
• これらの孤立したPtサイトの構造と電子特性を決定する.

主な方法:

• 室温プロトン検出核磁気共振 (NMR) スペクトロスコーピーの共同適用で,高速マジック・アングル・スピニング (MAS) を行う.
• ダイナミック・ニュクリア・ポラライゼーション・サーフェス・エンハンスド・NMRスペクトロスコーピー (DNP-SENS) で195Ptの固体NMRスペクトルを取得する.
• 双極HMQCとS-REDOR実験の実施により,195Ptの同位体シフトとPt-H距離を決定する.

主要な成果:

• シリカ (1@SiO_{) の高度に分散したPt部位のPt固体NMRスペクトル195を成功裏に取得した.}
• H{195Pt} 二極HMQCは195Ptの同位体シフトをもたらし,S-REDORはPt-Hの距離をもたらした.
• DNP強化の195Ptスペクトルの分析により,195Pt化学シフトテンソールのパラメータが決定された.
• NMRデータは,孤立したPtサイトの明確に定義された単一サイト構造の強力な証拠を提供した.

結論:

• 急速なMAS NMRとDNP-SENSの組み合わせは,異質な触媒の低濃度,高度に分散した金属部位を特徴付けるのに有効です.
• 表面オルガノメタリックアプローチは,単一サイト構造を持つ明確に定義された孤立したPtサイトを生成します.
• この方法論は,異質な触媒の分子レベルの理解を進めており,改善された触媒設計の道を開いています.