ACS Catal:Al2O3界面磷酸盐位点结构表征
纳米技术 纳米 2021-08-29

理解磷酸盐与氧化物基底(比如γ-Al2O3)之间的原子级化学相互作用对于揭示磷酸盐添加剂作为异相催化剂广泛使用的添加剂起到的作用非常重要,同时有助于改善磷酸盐添加剂的应用。

有鉴于此,法国里昂高等师范学校Anne Lesage、Carine Michel,法国石油研究所(IFP Energies nouvelles) Pascal Raybaud等报道通过先进的动态核极化表面增强NMR技术、DFT计算模拟等结合,对γ-Al2O3基底上修饰不同负载量的磷酸盐物种在120 ℃干燥后产生的界面准确结构进行研究,进一步的作者通过31P 双重/三重量子滤波NMR、27Al-31P偶极和标量的相关谱,验证了担载于γ-Al2O3基底上的磷酸物种表现为聚磷酸盐物种,原子结构为Al-O-P连接形式

本文要点:

(1)

通过DFT进行热力学分析,发现单/双磷酸盐更容易以共价键合形式结合在γ-Al2O3基底的(110)界面,同时具有非常高的取向性。通过水分子脱附导致形成高螯合结合形式进行结合,作者通过GIPAW DFT计算模拟31P NMR化学位移情况,并且给出了系统性的鉴定界面共价/非共价结合磷酸盐物种的方法,结果发现计算结果与实验发现情况相符。

(2)

界面上生成聚磷酸盐的过程为吸热过程,界面上生成聚磷酸盐是由于直接吸附浸渍溶液中聚磷酸盐实现的,观测到的随着覆盖度提高导致的聚磷酸物种浓度提高不太可能因为在界面上的水解反应导致,因为覆盖度增加的条件中稳定磷酸低聚物的位点减少。

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参考文献

Adrian Hühn, Dorothea Wisser, Manuel Corral Valero, Teddy Roy, Mickaël Rivallan, Leonor Catita, Anne Lesage*, Carine Michel*, and Pascal Raybaud*, Structural Characterization of Phosphate Species Adsorbed on γ-Alumina by Combining DNP Surface Enhanced NMR Spectroscopy and DFT Calculations, ACS Catal. 2021, 11, 11278–11292

DOI: 10.1021/acscatal.1c02135

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02135


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