通过提高灵敏度的Pt固态NMR光谱和DFT计算,对表面固定化的结构性表征

科学领域:

• 不同质的催化剂.
• 材料科学是一种材料科学.
• 固态NMR光谱学 固态NMR光谱学

背景情况:

• 支持的单位化化合物是有机合成的重要异质催化剂.
• 鉴定这些催化剂的原子层结构是具有挑战性的,因为混乱和低负载.
• 了解种和支材料之间的相互作用是催化剂设计的关键.

研究的目的:

• 阐明通过在SiO2和SiO2-Al2O3.3上支持Pt(P(tBu) 3) 2形成的单位催化剂的结构.
• 使用先进的光谱学方法,为这些支持的催化剂建立结构属性关系.
• 为了确定不同支上的金物种的氧化状态,协调号和粘合环境.

主要方法:

• 合成模型酸化合物和支持的催化剂.
• 固态核磁共振 (ssNMR) 谱学,包括魔力角度旋转 (MAS) 1H,31P和195Pt NMR.
• 先进的NMR技术,如31P{195Pt}侧带选择性的J-解析和J-HMQC实验,以及动态核极化 (DNP) 增强的NMR.
• 密度函数理论 (DFT) 计算用于组合分析.

主要成果:

• 发现NMR化学转移,J合和化学转移 (CS) 张量是对氧化状态和协调号码的诊断.
• 室温1H ssNMR光谱显示氧化添加Pt(P(tBu) 3 2 ,在支架上形成表面化物和Pt-氧键.
• 结合的NMR和DFT分析确定了主要的表面白金物种为SiO2上的[HPt((P(tBu) 3) 2OSi]和SiO2-Al2O3.3上的[HPt(P(tBu) 32]+[Si-O-Al].
• 在SiO2上,Pt-氧键的长度在2.1-2.3 Å之间,在SiO2-Al2O3.3上则在2.7-3.0 Å之间.

结论:

• 该研究成功地描述了支持单位化催化剂的原子层结构.
• 识别的种及其与支物的相互作用为设计高效的异质催化剂提供了关键的见解.
• 开发的NMR方法为分析类似的催化系统提供了强大的工具.